国産既存薬による腫瘍微小環境の初期化および腫瘍免疫誘導法の開発
研究課題情報
- 課題管理番号
- 21cm0106377h0002
- 統合プロジェクト(二期)
医薬品プロジェクト<第二期>
- 事業名
次世代がん医療創生研究事業
- タグ(2021)
研究の性格: 医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: その他
疾患領域: がん
開発目的: 治療
- タグ(2020)
研究の性格: 医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: その他
疾患領域: がん
開発目的: 診断 , 治療
- 代表研究機関
- 国立大学法人東海国立大学機構
- 研究代表者
(2021) 榎本篤, 国立大学法人東海国立大学機構, 名古屋大学 大学院医学系研究科 総合医学専攻・教授
(2020) 榎本篤, 国立大学法人東海国立大学機構, 名古屋大学 大学院医学系研究科 総合医学専攻・准教授
- 研究期間
- 2020年度 - 2021年度
- 課題への総配分額
- 21,450 千円
- 研究概要(2021)
- 本研究開発の目的はがん関連線維芽細胞(cancer-associated fibroblast; 以下CAF)と腫瘍免疫の関係を明らかにし、がんに対する新規治療法を開発することである。本年度はこれまでにがん促進性CAFをがん抑制性CAFに形質転換することが可能な分子として同定した低分子化合物と免疫チェックポイント阻害薬の併用効果の有無について膵がん細胞株および肺がん細胞株を用いた腫瘍移植マウスモデルで検証する。腫瘍体積による抗腫瘍効果の評価の他、腫瘍浸潤リンパ球のプロファイルの変化も検証する。また非小細胞性肺がん以外のがん種におけるが抑制性CAFと免疫チェックポイント阻害薬奏効率の関連を検証する。
- 研究概要(2020)
- 本研究開発の目的はがん関連線維芽細胞(cancer-associated fibroblast; 以下CAF)と腫瘍免疫の関係を明らかにし、がんに対する新規治療法を開発することである。本年度はこれまでにがん促進性CAFをがん抑制性CAFに形質転換することが可能な分子として同定した低分子化合物と免疫チェックポイント阻害薬の併用効果の有無について膵がん細胞株および肺がん細胞株を用いた腫瘍移植マウスモデルで検証する。腫瘍体積による抗腫瘍効果の評価の他、腫瘍浸潤リンパ球のプロファイルの変化も検証する。また非小細胞性肺がん以外のがん種におけるが抑制性CAFと免疫チェックポイント阻害薬奏効率の関連を検証する。
研究成果情報
2021
2020
成果の概要
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研究開発代表者は人工合成レチノイドである国内既存薬 AM80 ががん関連線維芽細胞における Meflin(がん抑制性がん関連線維芽細胞の特異的マーカー)の発現レベルを増強することを見出した(特願 2020-110560 および PCT/JP2021/024382)。また非小細胞肺がんにおいて、Meflin 陽性がん関連線維芽細胞の比率が免疫チェックポイント阻害薬の奏効率と有意に相関することを示した(PCT/JP2019/4521)。本研究の目的は、AM80 の経口投与ががん関連線維芽細胞の形質をがん促進性からがん抑制性に変化させ、免疫チェックポイント阻害薬の効果を増強する可能性について検証することである。これまでに実施した実験で下記の結果を得た。
1)マウスモデルを用いた AM80 と免疫チェックポイント阻害薬の併用効果の検証
マウス C57BL/6 由来の膵がん細胞 mT5 を C57BL/6 マウスへ皮下移植したところ、良好な腫瘍の生着が観察された。mT5 を皮下移植後、AM80 の経口連日投与を開始し、次いで PD-1 抗体を腹腔内投与した。腫瘍体積で抗腫瘍効果を評価したところ、AM80 の有無に関わらず PD-1 抗体の効果を認めなかった。次に、PD-L1 抗体を使用したところ抗腫瘍効果が確認され、かつ AM80 投与群ではその効果の増強を認めた。また、免疫染色により AM80 投与によって腫瘍の血管径の増大がみられることを確認した。mT5 をマウスに皮下移植し、AM80の投与の有無による腫瘍内免疫系細胞の差異について 1 細胞解析を用いて調べたところ、AM80 投与によって好中球とマクロファージの有意な増加がみられた。
(2)非小細胞性肺がん以外のがん種における Meflin 陽性 CAF と免疫チェックポイント阻害薬奏効率の関連の検証
進行性腎がんおよび尿路上皮がんに対して免疫チェックポイント阻害薬による治療が行われた 71 症例の手術検体を用いて、がん関連線維芽細胞における Meflin の発現を single-molecule 蛍光 ISH で検証したところ、Meflin 陽性がん関連線維芽細胞の陽性率と免疫チェックポイント阻害薬の奏功率の間に統計学的有意差を認めた。
またマウス膀胱がん細胞株 MB49 を皮下移植後、PD-L1 抗体を腹腔内投与し、さらに AM80 経口投与(事前投与)の有無による奏功率の違いを調べた。その結果、AM80 非投与群に比較して AM80 投与群では有効な奏功率の上昇を認めた。Meflin 欠損マウスを用いた実験では上記の AM80 投与の効果は消失した。
1)マウスモデルを用いた AM80 と免疫チェックポイント阻害薬の併用効果の検証
マウス C57BL/6 由来の膵がん細胞 mT5 を C57BL/6 マウスへ皮下移植したところ、良好な腫瘍の生着が観察された。mT5 を皮下移植後、AM80 の経口連日投与を開始し、次いで PD-1 抗体を腹腔内投与した。腫瘍体積で抗腫瘍効果を評価したところ、AM80 の有無に関わらず PD-1 抗体の効果を認めなかった。次に、PD-L1 抗体を使用したところ抗腫瘍効果が確認され、かつ AM80 投与群ではその効果の増強を認めた。また、免疫染色により AM80 投与によって腫瘍の血管径の増大がみられることを確認した。mT5 をマウスに皮下移植し、AM80の投与の有無による腫瘍内免疫系細胞の差異について 1 細胞解析を用いて調べたところ、AM80 投与によって好中球とマクロファージの有意な増加がみられた。
(2)非小細胞性肺がん以外のがん種における Meflin 陽性 CAF と免疫チェックポイント阻害薬奏効率の関連の検証
進行性腎がんおよび尿路上皮がんに対して免疫チェックポイント阻害薬による治療が行われた 71 症例の手術検体を用いて、がん関連線維芽細胞における Meflin の発現を single-molecule 蛍光 ISH で検証したところ、Meflin 陽性がん関連線維芽細胞の陽性率と免疫チェックポイント阻害薬の奏功率の間に統計学的有意差を認めた。
またマウス膀胱がん細胞株 MB49 を皮下移植後、PD-L1 抗体を腹腔内投与し、さらに AM80 経口投与(事前投与)の有無による奏功率の違いを調べた。その結果、AM80 非投与群に比較して AM80 投与群では有効な奏功率の上昇を認めた。Meflin 欠損マウスを用いた実験では上記の AM80 投与の効果は消失した。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Iida T, Mizutani Y, Esaki N, Ponik SM, Burkel BM, Weng L, Kuwata K, Masamune A, Ishihara S, Haga H, Kataoka K, Mii S, Shiraki Y, Ishikawa T, Ohno E, Kawashima H, Hirooka Y, Fujishiro M, Takahashi M, Enomoto A (correspondending author). Pharmacological conversion of cancer-associated fibroblasts from a protumor phenotype to an antitumor phenotype improves the sensitivity of pancreatic cancer to chemotherapeutics. Oncogene, in press, 2022, doi.org/10.1038/s41388-022-02288-9
2. Kitami K, Yoshihara M, Tamauchi S, Sugiyama M, Koya Y, Yamakita Y, Fujimoto H, Iyoshi S, Uno K, Mogi K, Ikeda Y, Yokoi A, Yoshikawa N, Nishino K, Niimi K, Nawa A, Enomoto A, Kajiyama H. Peritoneal Restoration by Repurposing Vitamin D Inhibits Ovarian Cancer Dissemination via Blockade of the TGF-β1/Thrombospondin1 Axis. Matrix Biol, doi: 10.1016/j.matbio.2022.03.003. Online ahead of print.
3. Minatoguchi S, Saito S, Furuhashi K, Sawa Y, Okazaki M, Shimamura Y, Kaihan AB, Hashimoto Y, Yasuda Y, Hara A, Mizutani Y, Ando R, Kato N, Ishimoto T, Tsuboi N, Esaki N, Matsuyama M, Shiraki Y, Kobayashi H, Asai N, Enomoto A (correspondending author), Maruyama S. A novel renal perivascular mesenchymal cell subset gives rise to fibroblasts distinct from classic myofibroblasts. Sci Rep, 12:5389, 2022, doi: 10.1038/s41598-022-09331-5.
4. Miyai Y, Sugiyama D, Hase T, Asai N, Taki T, Nishida K, Fukui T, Chen-Yoshikawa TF, Kobayashi H, Mii S, Shiraki Y, Hasegawa Y, Nishikawa H, Ando Y, Takahashi M, Enomoto A (correspondending author). Meflinpositive cancer-associated fibroblasts enhance tumor response to immune checkpoint blockade. Life Sci Alliance, 5:e202101230, 2022, doi: 10.26508/lsa.202101230.
5. Ichihara R, Shiraki Y, Mizutani Y, Iida T, Miyai Y, Esaki N, Kato A, Mii S, Ando R, Hayashi M, Takami H, Fujii T, Takahashi M, Enomoto A (correspondending author). Matrix remodeling-associated protein 8 is a marker of a subset of cancer-associated fibroblasts in pancreatic cancer. Pathol Int, 72:161-175, 2022, doi: 10.1111/pin.13198.
6. Mizutani Y, Iida T, Ohno E, Ishikawa T, Kinoshita F, Kuwatsuka Y, Imai M, Shimizu S, Tsuruta T, Enomoto A, Kawashima H, Fujishiro M. Safety and efficacy of MIKE-1 in patients with advanced pancreatic cancer: a study protocol for an open-label phase I/II investigator-initiated clinical trial based on a drug repositioning approach that reprograms the tumour stroma. BMC Cancer, 22:205, 2022, doi: 10.1186/s12885-022-09272-2.
7. Kobayashi H, Gieniec KA, Lannagan TRM, Wang T, Asai N, Mizutani Y, Iida T, Ando R, Thomas EM, Sakai A, Suzuki N, Ichinose M, Wright JA, Vrbanac L, Ng JQ, Goyne J, Radford G, Lawrence MJ, Sammour T, Hayakawa Y, Klebe S, Shin AE, Asfaha S, Bettington ML, Rieder F, Arpaia N, Danino T, Butler LM, Burt AD, Leedham SJ, Rustgi AK, Mukherjee S, Takahashi M, Wang TC, Enomoto A *, Woods SL*, Worthley DL*(*co-corresponding author). Gastroenterology, 162:890-906, 2022, doi: 10.1053/j.gastro.2021.11.037
8. Takahashi M, Kobayashi H, Mizutani Y, Hara A, Iida T, Miyai Y, Asai N, Enomoto A. Roles of the mesenchymal stromal/stem cell marker Meflin/Islr in cancer fibrosis. Front Cell Dev Biol, 9:749924, 2021, doi:10.3389/fcell.2021.749924.
9. Yamazaki S, Ohka F, Hirano M, Shiraki Y, Motomura K, Tanahashi K, Tsujiuchi T, Motomura A, Aoki K, Shinjo K, Murofushi Y, Kitano Y, Maeda S, Kato A, Shimizu H, Yamaguchi J, Adilijiang A, Wakabayashi T, Saito R, Enomoto A, Kondo Y, Natsume A. Newly established patient-derived organoid model of intracranial meningioma. Neuro Oncol, 23: 1936-1948, 2021, doi: 10.1093/neuonc/noab155.
10. Kozawa K, Sekai M, Ohba K, Ito S, Sako H, Maruyama T, Kakeno M, Shirai T, Kuromiya K, Kamasaki T, Kohashi K, Tanaka S, Ishikawa S, Sato N, Asano S, Suzuki H, Tanimura N, Mukai Y, Gotoh N, Tanino M, Tanaka S, Natsuga K, Soga T, Nakamura T, Yabuta Y, Saitou M, Ito T, Matsuura K, Tsunoda M, Kikumori T, Iida T, Mizutani Y, Miyai Y, Kaibuchi K, Enomoto A, Fujita Y. The CD44/COL17A1 pathway promotes the formation of multilayered, transformed epithelia. Curr Biol, 31:3086-97, 2021, doi: 10.1016/j.cub.2021.04.078.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. 榎本篤, 血管周囲線維芽細胞(PVF: perivascular fibroblast)が構成する疾患抑制システム, 第 44 回日本分子生物学会年会, ワークショップ「血管周囲細胞の最先端」, 横浜, 国内, 2021 年 12 月 3 日(口頭発表)
国内 / 口頭
2. 榎本篤、小林大貴、市原亮介、安藤良太、森奈津美、浅井直也、白木之浩、三井伸二、髙橋雅英. 大腸がん間質のがん関連線維芽細胞の多様性による BMP シグナルとがん伸展の制御機構. 第 110 回日本病理学会総会, 東京, 国内, 2021 年 4 月 22 日(ポスター)
国内 / ポスター