分子シャペロン複合型ヒトがんワクチン開発

文献情報

• 文献番号: 201008002A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 分子シャペロン複合型ヒトがんワクチン開発
• 課題番号: H20-ワクチン・一般-002
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 佐藤 昇志(札幌医科大学 医学部)

研究分担者(所属機関)

• 鳥越　俊彦(札幌医科大学　医学部)
• 田村　保明(札幌医科大学　医学部)
• 佐原　弘益(麻布大学　獣医学部)
• 和田　卓郎(札幌医科大学　医学部)
• 廣橋　良彦(札幌医科大学　医学部)
• 平田　公一(札幌医科大学　医学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 創薬基盤推進研究（創薬総合推進研究）
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究費: 30,400,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

　本研究では、HSPに代表される分子シャペロン―抗原複合体の樹状細胞内でのプロセシング機構を更に明らかにし、がん抗原を標的とするヒトT細胞ワクチンの簡便で安全、かつ高力価の方法確立と臨床応用の道筋をつけることを目的とする。具体的にはHSP-抗原複合体による樹状細胞内でプロセシングの時間的、空間的解析など基礎研究を深化させ、本年度はさらに臨床応用に向けた具体的な研究を更におし進めることを目的とした。

研究方法

１）HSP/抗原複合体のAPC内抗原交叉提示機構解析
２）APC上のHSP受容体遺伝子クローニング
３）HSP/抗原複合体の臨床応用

結果と考察

　このようにCTLを誘導可能な効率の良いクロスプレゼンテーションは、HSP-抗原ペプチド複合体がstatic endosomeに誘導されることが重要であることが明らかとなった。

　さらにこのような複合体はin vivoの腫瘍拒絶モデルでも効率よく働くことが確認された。ヒト化マウスのひとつといえるHLA-A24トランスジェニックマウスでヒト癌抗原ペプチドであるsurvivin2BとHSP90、ORP150の複合体を癌ワクチンとして投与すると、いずれも著明な腫瘍拒絶をみせた。また、ヒト癌患者のリンパ球や樹状細胞を用いた実験で多くの患者でこれらHSPにより抗原ペプチドのクロス提示が高い効率で強化されることも確認された。
　すなわちsurvivin2Bペプチド投与下の大腸癌患者あるいは膵癌の複数患者から末梢血Tリンパ球と樹状細胞を分離し、HSP90-survivin2Bペプチド特異的CTLのin vitro誘導を検討した。その結果、テトラマ－法でもELISPOT法でもこの複合体によりsurvivin2Bペプチド特異的CTL数が3?5倍に増えることが認められ、ペプチド単体より明らかなCTL応答性の増強が確認された。
　このことは現在世界中で開発されているヒト癌抗原ペプチドの抗原性エンハンサーとしてHSPが広い有用性をもつことを意味した。

結論

　本研究によりHSPのなかでも特にHSP90、ORP150がヒト癌抗原ペプチドの免疫原性を大きく高めることが明らかにされた。現在世界的に開発が行われているヒト癌ワクチンを使用した免疫治療や癌予防の前進にひとつの大きな道筋を与えるものと考えられた。我々のこのような研究は2011年に入りJ. Immunol.（下記論文リストNo.24）とInt. Immunol.（同No.25）で相ついでその号のトップ論文として紹介されたことからも研究の先端性、先進が示されているところと考える。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-05-30
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201008002B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 分子シャペロン複合型ヒトがんワクチン開発
• 課題番号: H20-ワクチン・一般-002
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 佐藤 昇志(札幌医科大学 医学部)

研究分担者(所属機関)

• 鳥越　俊彦(札幌医科大学　医学部)
• 田村　保明(札幌医科大学　医学部)
• 佐原　弘益(麻布大学　獣医学部)
• 和田　卓郎(札幌医科大学　医学部)
• 廣橋　良彦(札幌医科大学　医学部)
• 平田　公一(札幌医科大学　医学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 創薬基盤推進研究（創薬総合推進研究）
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

　本研究では、HSPに代表される分子シャペロン―抗原複合体の樹状細胞内でのプロセシング機構を更に明らかにし、がん抗原を標的とするヒトT細胞ワクチンの簡便で安全、かつ高力価の方法確立と臨床応用の道筋をつけることを目的とした。具体的にはHSP-抗原複合体による樹状細胞内でプロセシングの時間的、空間的解析など基礎研究を深化させ、本年度はさらに臨床応用に向けた具体的な研究を更におし進めることを目的とした。

研究方法

１）HSP/抗原複合体のAPC内抗原交叉提示機構解析
２）APC上のHSP受容体遺伝子クローニング
３）HSP/抗原複合体の臨床応用
　a) HSP/抗原複合体のin vivoにおける抗原性増強効果と免疫応答
　b) HLA-A24トランスジェニックマウス原発化学発癌腫瘍におけるHSP/抗原ペプチド複合体の癌ワクチン効果前臨床試験
４） 臨床試験

結果と考察

　ヒトがんワクチンの臨床応用に向けたひとつの大きな課題は、これらがん抗原の免疫原性強化、エンハンシングである、がん抗原そのものの免疫原性は決して強いものではなく固形癌の化学療法効果のメルクマールの一つRECIST評価では、著明な効果を持つものは少なく、ワクチン免疫原性の飛躍的な増強が課題となっている。我々はヒトがん抗原の同定には実績がある。研究体制も国内トップクラスと自負する。一方、HSPががん抗原の抗原性のエンハンサーとして働くことがわかりつつある。我々はHSPの免疫学的研究にも実績がある。これらを融合しワクチン免疫原性の増強をはかる本研究は臨床的に真に有効な免疫治療、予防の基盤をなす可能性があり、厚生労働行政にも必ずや貢献すると考える。

結論

　本研究は、１）我々が長年にわたり研究を続けてきた熱ショック蛋白質（HSP）の特異免疫応答の増強機構解析と、２）この機構のヒト癌ペプチド抗原によるCTL応答性増強の応用研究である。H20?H22の3年間で、いずれの目的もほぼ達成された。このことは現在世界中で開発されているヒト癌抗原ペプチドの抗原エンハンサーとしてHSPが広い有用性をもつことを示している。その応用は癌だけにとどまらず免疫ワクチンに広く可能であろう。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-05-30
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201008002C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 本研究は、HSPに代表される分子シャペロン―抗原複合体の樹状細胞内でのプロセシング機構を更に明らかにし、がん抗原蛋白、あるいはがん抗原ペプチドを標的とするヒトT細胞ワクチンの簡便で安全、かつ高力価の方法確立と臨床応用を目指したものである。本研究ではHSP-抗原複合体による樹状細胞内でプロセシングの時間的、空間的解析など基礎研究の相当部分を明らかにし、臨床応用への明らかな道筋を示した。
• 臨床的観点からの成果: 臨床応用に向けた動物モデルの具体的な研究を更におし進めた。その結果このような複合体はin vivoの腫瘍拒絶モデルでも効率よく働くことが確認された。すなわちヒト化マウスのひとつといえるHLA-A24トランスジェニックマウスでヒト癌抗原ペプチドであるsurvivin2BとHSP90、ORP150の複合体を癌ワクチンとして投与すると、いずれも著明な腫瘍拒絶をみせた。このことは現在世界中で開発されているヒト癌抗原ペプチドの抗原性エンハンサーとしてHSPが広い有用性をもつことを示した。
• ガイドライン等の開発: 現在世界中で開発されているヒト癌抗原ペプチドの抗原性エンハンサーとしてHSPが広い有用性をもつことが示唆された。; この知見は感染症ペプチド等にも応用可能であり応用性は広い。
• その他行政的観点からの成果: 本研究によりHSPのなかでも特にHSP90、ORP150がヒト癌抗原ペプチドの免疫原性を大きく高めることが明らかにされた。; 現在世界的に開発が行われているヒト癌ワクチンを使用した免疫治療や癌予防の前進にひとつの大きな道筋を与えるものと考えられた。GMP HSP90製剤が入手されれば加速度的に臨床応用に近づくはずである。感染症制御への応用にも適用され得る。
• その他のインパクト: 我々のこのような研究は2011年に入りJ. Immunol.（下記論文リストNo.10）とInt. Immunol.（同No.11）で相ついでその号のトップ論文として紹介されたことからも研究の先端性、先進が示されているところと考える。; また、2012年8月に北海道新聞等でも大きくとりあげられた。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 35件
• その他論文(和文): 27件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 25件
• 学会発表(国際学会等): 28件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計11件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Murase, M., Kano, M., Tsukahara, T., et al.; Side population cells have the characteristics of cancer stem-like cells/cancer-initiating cells in bone sarcomas.; Brit. J. Cancer. , 101 , 1425-1432 (2009)
• 原著論文2: Kutomi, G., Tamura, Y., Okuya, K., et al.; Targeting to static endosome is required for efficient cross-presentation of endoplasmic reticulum-resident oxygen regulated protein 150 (ORP150)-peptide complexes.; J. Immunol. , 183 , 5861-5869 (2009)
• 原著論文3: Sugawara, A., Torigoe, T., Tamura, Y., et al.; Polyamine compound deoxyspergualin inhibits heat shock protein-induced activation of immature dendritic cells.; Cell Stress Chaperone. , 14 , 133-139 (2009)
• 原著論文4: Inoda, S., Hirohashi, Y., Torigoe, T., et al; Cep55/c10orf3, a tumor antigen derived from a centrosome residing protein in breast carcinoma.; J. Immunother. , 32 , 474-485 (2009)
• 原著論文5: Okuya, K., Tamura, Y., Saito, K., et al.; Spatiotemporal regulation of heat shock protein 90-chaperoned self-DNA and CpG-oligodeoxynucleotide for type I IFN induction via targeting to static early endosome.; J. Immunol. , 184 , 7092-7099 (2010)
• 原著論文6: Tamura Y, Hirohashi Y, Kutomi G, et al.; Tumor-Produced Secreted Form of Binding of Immunoglobulin Protein Elicits Antigen-Specific Tumor Immunity. ; J. Immunol. , 186 , 4325-4330 (2011)
• 原著論文7: Oura, J., Tamura, Y., Kamiguchi, K., et al.; Extracellular heat shock protein 90 plays a role in translocating chaperoned antigen from endosome to proteasome for generating antigenic peptide to be cross-presented by dendritic cells.; Int. Immunol. , 23 , 223-237 (2011)
• 原著論文8: Tanaka, T., Kitamura, H., Torigoe, T., et al.; Autoantibody against hypoxia-inducible factor prolyl hydroxylase-3 is a potential serological marker for renal cell carcinoma.; J. Cancer Res. Clin. Oncol. , 137 (5) , 789-794 (2011)
• 原著論文9: Kano, M., Tsukahara, T., Emori, M., et al.; Autologous CTL response against cancer stem-like cells/cancer-initiating cells of bone malignant fibrous histiocytoma.; Cancer Sci. , 102 , 1443-1447 (2011)
• 原著論文10: Kameshima, H., Tsuruma, T., Torigoe, T., et al.; Immunogenic enhancement and clinical effect by type-I interferon of anti-apoptotic protein, survivin-derived peptide vaccine, in advanced colorectal cancer patients.; Cancer Sci. , 102 , 1181-1187 (2011)
• 原著論文11: Nakatsugawa M, Hirohashi Y, Torigoe T, et al.; Comparison of speedy PCR-ssp method and serological typing of hla-a24 for Japanese cancer patients. ; J Immunoassay Immunochem. , 32 , 93-102 (2011)
• 原著論文12: Inoda, S., Hirohashi, Y., Torigoe, T., et al.; Cytotixic T lymphocytes efficiently recognize human colon cancer stem-like cells.; Am. J. Pathol. , 178 , 1805-1813 (2011)
• 原著論文13: Miyazaki A, Kobayashi J, Torigoe T, et al.; Phase I clinical trial of survivin-derived peptide vaccine therapy for patients with advanced or recurrent oral cancer.; Cancer Sci. , 102 , 324-329 (2011)
• 原著論文14: Inoda S, Morita R, Hirohashi Y, et al; The feasibility of Cep55/c10orf3 derived peptide vaccine therapy for colorectal carcinoma. ; Exp . Mol. Pathol. , 90 , 55-60 (2011)
• 原著論文15: Nakatsugawa M, Takahashi A, Hirohashi Y,et al; SOX2 is overexpressed in stem-like cells of human lung adenocarcinoma and augments the tumorigenicity.; Lab Invest. , 90 , 1796-1804 (2011)
• 原著論文16: Mizuuchi M, Hirohashi Y, Torigoe T, et al; Novel oligomannose liposome-DNA complex DNA vaccination efficiently evokes anti-HPV E6 and E7 CTL responses.; Exp Mol Pathol. , 92 , 185-190 (2012)
• 原著論文17: Mori T, Nishizawa S, Hirohashi Y, et al; Efficiency of G2/M-related tumor-associated antigen-targeting cancer immunotherapy depends on antigen expression in the cancer stem-like population.; Exp Mol Pathol. , 92 , 27-32 (2012)
• 原著論文18: Takahashi A, Torigoe T, Tamura Y, et al; Heat shock enhances the expression of cytotoxic granule proteins and augments the activities of tumor-associated antigen-specific cytotoxic T lymphocytes.; Cell Stress Chaperones , 17 , 757-763 (2012)
• 原著論文19: Kameshima H, Tsuruma T, Kutomi G, et al; Immunotherapeutic benefit of alpha-interferon (IFNalpha) in survivin2B-derived peptide vaccination for advanced pancreatic cancer patients.; Cancer Sci. , 104 , 124-129 (2013)
• 原著論文20: Kutomi G, Tamura Y, Tanaka T, et al; Human endoplasmic reticulum oxidoreductin 1-alpha is a novel predictor for poor prognosis of breast cancer. ; Cancer Sci. , 104 , 1091-1096 (2013)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-27
• 更新日: 2015-06-16

収支報告書

• 文献番号: 201008002Z