マイクロＲＮＡを指標にして癌を標的破壊する純和製抗癌ウイルス製剤の開発とその臨床応用に関する研究

文献情報

• 文献番号: 201313060A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: マイクロＲＮＡを指標にして癌を標的破壊する純和製抗癌ウイルス製剤の開発とその臨床応用に関する研究
• 課題番号: H23-３次がん-若手-004
• 研究年度: 平成25(2013)年度
• 研究代表者(所属機関): 中村 貴史(国立大学法人 鳥取大学 医学系研究科)

研究分担者(所属機関)

• 東條　有伸(国立大学法人　東京大学　医科学研究所 )

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 第３次対がん総合戦略研究
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成25(2013)年度
• 研究費: 2,847,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

現在世界中において、生きたウイルスを利用して癌を治療する癌ウイルス療法に関する前臨床研究、及び臨床試験が積極的に行われている。これは、感染した細胞・組織内で増殖伝播しながらそれらを死滅させるというウイルス本来の性質を癌に利用する方法である。本研究の目的は、純国産ワクシニアウイルスワクチン株の安全性に注目し、遺伝子組換え技術により改良を加え、純和製抗癌ウイルス製剤として活用することにある。本研究では、現行の治療法に極めて高い抵抗性を示す難治性悪性腫瘍に対する純和製抗癌ウイルスによる革新的な治療法の確立を目指す。さらに、臨床応用に向けウイルス製剤のGMP製造や品質管理に関する基盤技術を構築することによって、本研究成果をシームレスに臨床応用へと直結させることを目指す。

研究方法

miRNA制御に加え、ウイルスTK遺伝子を欠失させた多因子制御ワクシニアウイルスMDVVの臨床応用を視野に入れ、以下の４項目を実施した。１）同系腫瘍移植マウスモデルにおけるMDVVの全身投与による抗癌効果を評価するため、マウス肺癌細胞TC1より、その内因性let7aをDecoy RNAによって特異的かつ長期的に抑制したTC1-KD細胞を作製した。C57BL/6マウスの右腹側の皮下にTC1、又はTC1-KD細胞を移植し、その腫瘍直径が約0.6ｃｍに到達した時、MDVVを尾静脈より全身投与した。その後、生体内のウイルス分布と抗癌効果を評価した。２）免疫不全SCIDマウスに多発性骨髄腫RPMI8226細胞を皮下移植し、28日後にMDVVを尾静脈より投与した。その後、１）と同様に評価した。３）癌免疫療法との併用によってMDVVの抗癌効果を増強するため、インターロイキン12を発現するように組込んだMDVV-IL12を作製した。マウス大腸癌MC38細胞を同系C57BL/6マウスの両側の皮下に移植したマウス担癌モデルにおいて、Mock（生理食塩水）、MDVV、又はMDVV-IL12を右側の腫瘍内にのみ投与し、抗癌効果を評価した。４）MDVVのGMP製造のための基盤技術を構築するため、痘瘡ワクチン製造のために使われていたウサギ初代腎（PRK）細胞を樹立し、MDVVの作製・増殖が容易かどうかを検討した。

結果と考察

１）let7aの発現が低下しているTC1-KD細胞を用いたマウス腫瘍モデルにおいて、MDVVの腫瘍特異的増殖が確認でき、さらにMock（生理食塩水）群と比べMDVV投与群では著明な腫瘍増殖抑制効果が見られた。それに対し、let7aの発現が高いTC1細胞を用いた腫瘍モデルにおいては、MDVVの腫瘍特異的増殖、及び腫瘍増殖抑制効果は見られなかった。２）let7aの発現が低下しているRPMI8226細胞を用いたマウス腫瘍モデルにおいて、MDVVの腫瘍特異的増殖と抗腫瘍効果が確認された。一方、元来のワクシニアウイルス、TK遺伝子のみ欠損させたウイルスを感染させたところ、抗腫瘍効果は高かったが皮膚を中心に正常組織にも感染が広がりマウスが死亡した。３）MDVV、又はMDVV-IL12を投与した右側の腫瘍増殖抑制効果は、Mock群と比較して有意に見られたが、各ウイルスの間で有意な差はなかったため、ウイルス増殖による腫瘍破壊に因るものと考えられた。それに対し、ウイルスを投与しない左側の腫瘍増殖はMDVV-IL12によって最も有意に抑制されているため、NK細胞を活性化する・Tリンパ球に作用しTh1タイプの免疫反応を誘導して腫瘍に対する細胞性免疫を増強するIL12に因るものと考え、免疫学的解析を進めている。４）PRK細胞においても、RK13細胞と同様に、MDVVの作製・増殖・精製は容易であることが確認された。

結論

以上より、多因子制御ワクシニアウイルスMDVVは、極めて高い腫瘍特異的増殖能を有することが実証され、より安全で効果的な抗癌ウイルスとして期待できる。さらに、MDVVは血中を介して効率よく腫瘍組織に到達することも確認できたことより、副作用なく全身に転移した癌を標的破壊する癌ウイルス療法として期待できる。一方、癌ウイルス療法では、ウイルス増殖による腫瘍溶解のみならず、それに伴う炎症性サイトカイン産生誘導、及び細胞性免疫誘導など、多様な作用機序によって抗癌効果を発揮する。このIL12発現MDVVの結果は、免疫制御遺伝子によって抗腫瘍効果を増強できることを示しており、免疫制御分子の発現によるMDVVの最適化は次に続くシーズとして期待できる。本研究では、現行の治療法に極めて高い抵抗性を示す難治性悪性腫瘍に対する純和製抗癌ウイルスによる革新的な治療法を確立するだけではなく、臨床応用を視野に入れ、MDVVのGMP製造や品質管理のための基盤技術構築を進めることによって、本研究の成果をシームレスに臨床応用へと直結させる。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-09-02
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201313060B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: マイクロＲＮＡを指標にして癌を標的破壊する純和製抗癌ウイルス製剤の開発とその臨床応用に関する研究
• 課題番号: H23-３次がん-若手-004
• 研究年度: 平成25(2013)年度
• 研究代表者(所属機関): 中村 貴史(国立大学法人 鳥取大学 医学系研究科)

研究分担者(所属機関)

• 東條　有伸(国立大学法人　東京大学　医科学研究所)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 第３次対がん総合戦略研究
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成25(2013)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

現在世界中において、生きたウイルスを利用して癌を治療する癌ウイルス療法に関する前臨床研究、及び臨床試験が積極的に行われている。これは、感染した細胞・組織内で増殖伝播しながらそれらを死滅させるというウイルス本来の性質を癌に利用する方法である。本研究の目的は、純国産ワクシニアウイルスワクチン株の安全性に注目し、遺伝子組換え技術により改良を加え、純和製抗癌ウイルス製剤として活用することにある。本研究では、現行の治療法に極めて高い抵抗性を示す難治性悪性腫瘍に対する純和製抗癌ウイルスによる革新的な治療法の確立を目指す。さらに、臨床応用に向けウイルス製剤のGMP製造や品質管理に関する基盤技術を構築することによって、本研究成果をシームレスに臨床応用へと直結させることを目指す。

研究方法

純国産ワクシニアウイルスワクチン株を基に、腫瘍細胞におけるlet7aの発現低下とTKの発現上昇に依存して、腫瘍細胞特異的に増殖する多因子制御ワクシニアウイルスMDVVの作出に成功した。そこで、このMDVVの臨床応用を視野に入れ、以下の４項目を実施した。１）ヒト膵臓癌細胞BxPC-3、成人Ｔ細胞白血病MT-2細胞、又は多発性骨髄腫RPMI8226細胞を免疫不全マウスの腹腔内、又は皮下に移植したマウス腫瘍モデルを作製し、MDVVを腹腔内投与、又は尾静脈より全身投与した。その後、生体内のウイルス分布と抗癌効果を評価した。２）let7aの発現が高いマウス肺癌細胞TC1、又はlet7aの発現が低いTC1-KD細胞を同系C57BL/6マウスの右腹側の皮下に移植し、その後、１）と同様に評価した。さらに、腫瘍移植前にC57BL/6マウスをMDVVでワクチネーションした後、同様の治療実験・評価を行った。３）癌免疫療法との併用のため、IL12を発現するように組込んだMDVV-IL12を作製した。マウス大腸癌MC38細胞を同系C57BL/6マウスの両側の皮下に移植したマウス担癌モデルにおいて、Mock（生理食塩水）、MDVV、又はMDVV-IL12を右側の腫瘍内にのみ投与し、抗癌効果を評価した。４）MDVVのGMP製造のための基盤技術を構築するため、痘瘡ワクチン製造のために使われていたウサギ初代腎（PRK）細胞を樹立し、MDVVの作製・増殖が容易かどうかを検討した。

結果と考察

１）全てのマウス腫瘍モデルにおいて、MDVVは腫瘍細胞におけるlet7aの発現低下とTKの発現上昇に依存して、極めて高い腫瘍特異的増殖能を示し、副作用なく腫瘍のみを標的破壊できることを実証した。さらに、そのMDVV治療群の抗癌効果は、1/100低い投与量でも同等であるため、感染した癌細胞内で増殖しながら死滅させるというワクシニアウイルス本来の性質を利用することによって、強力な抗癌効果を期待できることを示唆した。２）let7aの発現が低下しているマウス腫瘍細胞を用いた同系腫瘍移植マウスモデルにおいても、MDVVの腫瘍特異的増殖と腫瘍増殖抑制効果が確認された。さらに抗ウイルス抗体存在下でも、同様の結果が得られた。３）MDVV、又はMDVV-IL12を投与した右側の腫瘍増殖抑制効果は、Mock群と比較して有意に見られたが、各ウイルスの間で有意な差はなかったため、ウイルス増殖による腫瘍破壊に因るものと考えられた。それに対し、ウイルスを投与しない左側の腫瘍増殖はMDVV-IL12によって最も有意に抑制されているため、NK細胞を活性化する・Tリンパ球に作用しTh1タイプの免疫反応を誘導して腫瘍に対する細胞性免疫を増強するIL12に因るものと考え、免疫学的解析を進めている。４）PRK細胞においても、RK13細胞と同様に、MDVVの作製・増殖・精製は容易であることが確認された。

結論

以上より、多因子制御ワクシニアウイルスMDVVは、極めて高い腫瘍特異的増殖能を有することが実証され、より安全で効果的な抗癌ウイルスとして期待できる。さらに、MDVVは血中を介して効率よく腫瘍組織に到達することも確認できたことより、副作用なく全身に転移した癌を標的破壊する癌ウイルス療法として期待できる。一方、癌ウイルス療法では、ウイルス増殖による腫瘍溶解のみならず、それに伴う細胞性免疫誘導など、多様な作用機序によって抗癌効果を発揮する。このIL12発現MDVVの結果は、免疫制御遺伝子によって抗腫瘍効果を増強できることを示しており、免疫制御分子の発現によるMDVVの最適化は次に続くシーズとして期待できる。本研究では、現行の治療法に極めて高い抵抗性を示す難治性悪性腫瘍に対する純和製抗癌ウイルスによる革新的な治療法を確立するだけではなく、臨床応用を視野に入れ、MDVVのGMP製造や品質管理のための基盤技術構築を進めることによって、本研究の成果をシームレスに臨床応用へと直結させる。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-09-02
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201313060C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 現在世界中において、生きたウイルスを利用して癌を治療する癌ウイルス療法に関する前臨床研究、及び臨床試験が積極的に行われている。本研究では、純国産ワクシニアウイルスワクチン株を基に、腫瘍細胞におけるmiRNA（let7）の発現低下とTKの発現上昇に依存して、腫瘍細胞特異的に増殖する多因子制御ワクシニアウイルスMDVVの作出に成功し、様々な担癌マウスモデルにおいてMDVVの全身投与によって副作用なく転移した癌を標的破壊できることを実証した。
• 臨床的観点からの成果: 現行の治療法に高い抵抗性を示す難治性悪性腫瘍に対する革新的な治療法の確立が望まれている。感染した細胞・組織内で増殖伝播しながらそれらを死滅させるというウイルス本来の性質を癌に利用する癌ウイルス療法は、従来の化学療法や放射線療法と比較して、様々なメカニズムにより腫瘍を攻撃できる利点がある。本研究成果である多因子制御ワクシニアウイルスMDVVは、難治性悪性腫瘍を標的破壊できる、より効果的に抗腫瘍免疫を誘導できる、抗癌効果を予測できる、他に類のない独創性を併せ持つ次世代の癌ウイルス療法になり得る。
• ガイドライン等の開発: 本研究では、現行の治療法に極めて高い抵抗性を示す難治性悪性腫瘍に対する純和製抗癌ウイルスによる革新的な治療法を確立するだけではなく、臨床応用を視野に入れ、MDVVのGMP製造や品質管理のための基盤技術構築を進めることによって、本研究の成果をシームレスに臨床応用へと直結させる。
• その他行政的観点からの成果: 本研究では、日本の死亡原因で最も多い病気であるがんの中でも、現行の治療法に極めて高い抵抗性を示す難治性悪性腫瘍に対する革新的な医薬品の研究開発とその実用化に向けた基盤技術の構築を実施した。また、実際の臨床現場で実績のある研究者を含めた研究組織を構成し、基礎研究と臨床研究が直結する連携体制を確立してきた。今後、本研究成果をシームレスに臨床応用へと直結させることができれば、医療分野への貢献は極めて高いものと確信している。
• その他のインパクト: 現在、世界中で癌ウイルス療法に関する臨床試験が積極的に行われ、癌患者における安全性が確認され、その効果を評価する段階へと進んでいる。一方、本研究に関しても、臨床応用を視野に入れながら開発していることを広く知ってもらうため、日経メディカルオンライン(http://medical.nikkeibp.co.jp/leaf/all/cancernavi/report/201301/528660_3.html)や日本経済新聞朝刊（2015年1月20日14頁）において発信している。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 33件
• その他論文(和文): 3件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 31件
• 学会発表(国際学会等): 16件
• その他成果(特許の出願): 4件
• その他成果(特許の取得): 1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): 5件

特許

• 特許の名称: マイクロＲＮＡ制御組換えワクシニアウイルス及びその使用
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特許第5652830号 ; 発明者名: 中村貴史、他4人 ; 権利者名: 国立大学法人東京大学、他2者 ; 出願年月日: 20110315 ; 取得年月日: 20141128 ; 国内外の別: 国内

公開日・更新日

• 公開日: 2015-04-28
• 更新日: 2018-06-04

収支報告書

• 文献番号: 201313060Z