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細胞工学(連携)細胞腫瘍学(愛知県がんセンター)

研究室概要

ヒトの免疫システムは様々な要素から構成されていますが、この中にがんの治療に利用できるものがあります。抗体、補体、Bリンパ球、Tリンパ球などはその例です。私たちは、これらの要素を効果的に組み合わせて、新しいがん免疫治療を構築するために必要な基盤的研究を推進しています。  
細胞傷害性Tリンパ球(CTL)は、がん細胞を選択的に認識し、これを破壊する能力を持っています。この能力ゆえに、CTLはキラーT細胞とも呼ばれます。これまでに私たちはCTLの標的抗原として、がん細胞に比較的選択的に発現している自己蛋白由来の抗原、造血幹細胞移植後などに惹起されるマイナー組織適合抗原、エプシュタイン・バー・ウイルス(EBV)などの腫瘍ウイルス抗原、等に関心を持って研究を進めて来ました。また、独自に開発した人工抗原提示細胞システムを応用して、がん細胞を傷害するCTLが認識するエピトープ(ペプチド)の同定し、がん細胞内で起きているユニークなのエピトープ生成過程を明らかにしてきました。  

詳しくは愛知県がんセンターホームページ内の下記サイトへどうぞ: http://www.pref.aichi.jp/cancer-center/ri/01bumon/05shuyo_meneki/

研究プロジェクト

人工抗原提示細胞を用いたがん特異的CTLの誘導と新しい腫瘍抗原の同定

CTLがどのようにがん細胞を認識するのか、また、CTLが認識する新たながん抗原を見つけるために、一つの抗原ペプチドに特異的な細胞集団として、CTLクローンを樹立することが必要です。がん細胞を傷害する能力の高いCTLは、HLA/ペプチド複合体に結合するために、高い結合能を持ったT細胞抗原受容体(T cell receptor; TCR)を有しています。このようなCTLを誘導するためには、がん細胞が自然に提示している程度の数のHLA/ペプチド複合体でT細胞を刺激し、CTLを誘導することが必要です。このときに、がん細胞にCD86, 4-1BBLなどの副刺激分子を導入しておくと、刺激・誘導の助けになります。
がん抗原を見つけるために、がん組織からまずがん細胞株を樹立して、CD86分子などを導入した後に、同じ患者さんのリンパ球を刺激してCTLを誘導した後、CTLの反応性からがん抗原が発見され、免疫療法のターゲットとして広く使われています。がん細胞株が比較的樹立しやすい悪性黒色腫などでは、CTLの樹立の機会も多く得られます。しかし肺がんや膵がんなど、がん細胞株が樹立し難いがんでは、同様の研究が進みにくいというデメリットがありました。がん細胞株で他人のリンパ球を刺激・誘導するとある問題が生じます。一致していないHLAに対して強いアロ反応(拒絶反応とほぼ同義)が生じて、HLAに拘束性のCTLの誘導が妨げられます。
私たちは、この問題を解決するために、がん細胞株に一種類だけのHLAを発現させ、そのHLA上に提示されるペプチドに特異的なCTLを誘導することを試みました。このがん細胞株を人工抗原提示細胞(aAPC)と名付けました。これまで、もともとHLAを細胞表面に持っていないがん細胞を用いることと(Demachi-Okamura A, et al. PLoS One, 2012)、もともとHLAを細胞表面に持っていても、固有のHLAの発現を抑制した上で、一種類だけのHLAを発現させたaAPCの作製(Kondo S, et al. Hum Immunol, 2013)に成功しています(下図参照)。  

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さらに癌遺伝子であるK-rasの変異体を有する膵臓がん細胞では、恒常的に活性化しているオートファゴソームによる抗原提示機構が行われていることを見出しました(下図参照)。オートファジーは細胞に備わっている自食機構で、栄養飢餓状態に細胞内のタンパク質を分解してアミノ酸を供給するシステムです。膵臓がんなどのがん細胞では,常にオートファジーがさかんに行われていて、癌化に重要であることが最近明らかとなっています。オートファジーが過剰に働いているがん細胞でのみオートファゴソーム/ライソソームによる分解が行われてHLAに提示されるペプチドが作り出されている場合、その抗原が広く正常細胞でも発現しているものであってもがん特異的ペプチドとして位置づけられると考えています。このようながんに特有でこれまで知られていなかった免疫応答を理解することで、より効率のよいがん免疫療法に貢献できるようにさらに研究を進めております。

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教員

構成員名役職所属
葛島清隆 細胞腫瘍学客員教授 愛知県がんセンター研究所腫瘍免疫学部・部長 愛知県がんセンター研究所腫瘍免疫学部

研究実績

  • 2016年
    1. Shimizu K, Yamasaki S, Shinga J, Sato Y, Watanabe T, Ohara O, Kuzushima K, Yagita H, Komuro Y, Asakura M, Fujii S. Systemic DC Activation Modulates the Tumor Microenvironment and Shapes the Long-Lived Tumor-Specific Memory Mediated by CD8+ T Cells. Cancer Res, 2016; 76: 3756-3766.
    2. Casey NP, Fujiwara H, Tanimoto K, Okamoto S, Mineno J, Kuzushima K, Shiku H, Yasukawa M. A Functionally Superior Second-Generation Vector Expressing an Aurora Kinase-A-Specific T-Cell Receptor for Anti-Leukaemia Adoptive Immunotherapy. PLoS One, 2016; 11: e0156896.
    3. Takamatsu H, Araki R, Nishimura R, Yachie A, Espinoza JL, Okumura H, Yoshida T, Kuzushima K, Nakao S. Epstein-Barr virus-associated leukemic lymphoma after allogeneic stem cell transplantation. J Clin Virol, 2016; 80: 82-86.
    4. Tanaka H, Fujiwara H, Ochi F, Tanimoto K, Casey N, Okamoto S, Mineno J, Kuzushima K, Shiku H, Sugiyama T, Barrett J, Yasukawa M. Development of engineered T cells expressing a chimeric CD16-CD3ζ receptor to improve the clinical efficacy of mogamulizumab therapy against adult T cell leukemia. Clin Cancer Res, 2016; 22: 4405-4416.
    5. Kitayama S, Zhang R, Liu TY, Ueda N, Iriguchi S, Yasui Y, Kawai Y, Tatsumi M, Hirai N, Mizoro Y, Iwama T, Watanabe A, Nakanishi M, Kuzushima K, Uemura Y, Kaneko S. Cellular Adjuvant Properties, Direct Cytotoxicity of Re-differentiated Vα24 Invariant NKT-like Cells from Human Induced Pluripotent Stem Cells. Stem Cell Reports, 2016; 6: 213-227.
    6. Inaguma Y, Akatsuka Y, Hosokawa K, Maruyama H, Okamoto A, Katagiri T, Shiraishi K, Murayama Y, Tsuzuki-Iba S, Mizutani Y, Nishii C, Yamamoto N, Demachi-Okamura A, Kuzushima K, Ogawa S, Emi N, Nakao S. Induction of HLA-B*40:02-restricted T cells possessing cytotoxic and suppressive functions against haematopoietic progenitor cells from a patient with severe aplastic anaemia. Br J Haematol, 2016; 172(1): 131-134.
  • 2015年
    1. Yamada E, Demachi-Okamura A, Kondo S, Akatsuka Y, Suzuki S, Shibata K, Kikkawa F, Kuzushima K. Identification of a naturally processed HLA-Cw7-binding peptide that cross-reacts with HLA-A24-restricted ovarian cancer-specific CTLs. Tissue Antigens, 2015; 86: 164-171.
    2. Fujiwara H, Ochi T, Ochi F, Miyazaki Y, Asai H, Narita M, Okamoto S, Mineno J, Kuzushima K, Shiku H, Yasukawa M. Antileukemia multifunctionality of CD4(+) T cells genetically engineered by HLA class I-restricted and WT1-specific T-cell receptor gene transfer. Leukemia, 2015; 29: 2393-2401.
    3. Zhang R, Liu TY, Senju S, Haruta M, Hirosawa N, Suzuki M, Tatsumi M, Ueda N, Maki H, Nakatsuka R, Matsuoka Y, Sasaki Y, Tsuzuki S, Nakanishi H, Araki R, Abe M, Akatsuka Y, Sakamoto Y, Sonoda Y, Nishimura Y, Kuzushima K, Uemura Y. Generation of mouse pluripotent stem cell-derived proliferating myeloid cells as an unlimited source of functional antigen-presenting cells. Cancer Immunol Res, 2015; 3: 668-577.
    4. Morishima S, Nakamura S, Yamamoto K, Miyauchi H, Kagami Y, Kinoshita T, Onoda H, Yatabe Y, Ito M, Miyamura K, Nagai H, Moritani S, Sugiura I, Tsushita K, Mihara H, Ohbayashi K, Iba S, Emi N, Okamoto M, Iwata S, Kimura H, Kuzushima K, Morishima Y. Increased T-cell responses to Epstein-Barr virus with high viral load in patients with Epstein-Barr virus-positive diffuse large B-cell lymphoma. Leuk Lymphoma, 2015; 56: 1072-1078.
  • 2014年
    1. Ochi F, Fujiwara H, Tanimoto K, Asai H, Miyazaki Y, Okamoto S, Mineno J, Kuzushima K, Shiku H, Barrett J, Ishii E, Yasukawa M. Gene-Modified Human α/β-T Cells Expressing a Chimeric CD16-CD3ζ Receptor as Adoptively Transferable Effector Cells for Anticancer Monoclonal Antibody Therapy. Cancer Immunol Res, 2014, 2: 249-262.
    2. Asai H, Fujiwara H, Kitazawa S, Kobayashi N, Ochi T, Miyazaki Y, Ochi F, Akatsuka Y, Okamoto S, Mineno J, Kuzushima K, Ikeda H, Shiku H, Yasukawa M. Adoptive transfer of genetically engineered WT1-specific cytotoxic T lymphocytes does not induce renal injury. J Hematol Oncol, 2014; 7: 3.
    3. Okamoto A, Abe A, Okamoto M, Kobayashi T, Inaguma Y, Tokuda M, Yanada M, Morishima S, Kanie T, Yamamoto Y, Tsuzuki M, Mizuta S, Akatsuka Y, Yatsuya H, Yoshikawa T, Emi N. A varicella outbreak in B-cell lymphoma patients receiving rituximab-containing chemotherapy. J Infect Chemother, 2014; 20: 774-777.
  • 2013年
    1. Asai H, Fujiwara H, An J, Ochi T, Miyazaki Y, Nagai K, Okamoto S, Mineno J, Kuzushima K, Shiku H, Inoue H, Yasukawa M. Co-Introduced Functional CCR2 Potentiates In Vivo Anti-Lung Cancer Functionality Mediated by T Cells Double Gene-Modified to Express WT1-Specific T-Cell Receptor. PLoS One, 2013; 8: e56820.
    2. Kondo S, Demachi-Okamura A, Hirosawa T, Maki H, Fujita M, Uemura Y, Akatsuka Y, Yamamoto E, Shibata K, Ino K, Kikkawa F, Kuzushima K. An HLA-modified ovarian cancer cell line induced CTL responses specific to an epitope derived from claudin-1 presented by HLA-A*24:02 molecules. Hum Immunol, 2013; 74: 1103-1110.
    3. Eikawa S, Kakimi K, Isobe M, Kuzushima K, Luescher I, Ohue Y, Ikeuchi K, Uenaka A, Nishikawa H, Udono H, Oka M, Nakayama E. Induction of CD8 T-cell responses restricted to multiple HLA class I alleles in a cancer patient by immunization with a 20-mer NY-ESO-1f (NY-ESO-1 91-110) peptide. Int J Cancer, 2013; 132: 345-354,.
    4. Miyazaki Y, Fujiwara H, Asai H, Ochi F, Ochi T, Azuma T, Ishida T, Okamoto S, Mineno J, Kuzushima K, Shiku H, Yasukawa M. Development of a novel redirected T-cell-based adoptive immunotherapy targeting human telomerase reverse transcriptase for adult T-cell leukemia. Blood, 2013; 121: 4894-4901.
  • 2012年
    1. Nagai K, Ochi T, Fujiwara H, An J, Shirakata T, Mineno J, Kuzushima K, Shiku H, Melenhorst JJ, Gostick E, Price DA, Ishii E, Yasukawa M. Aurora kinase A-specific T-cell receptor gene transfer redirects T lymphocytes to display effective antileukemia reactivity. Blood, 2012; 119: 368-376.
    2. Imataki O, Ansén S, Tanaka M, Butler MO, Berezovskaya A, Milstein MI, Kuzushima K, Nadler LM, Hirano N. IL-21 can supplement suboptimal Lck-independent MAPK activation in a STAT-3-dependent manner in human CD8(+) T cells. J Immunol, 2012; 188: 1609-1619.
    3. Okanami Y, Tsujimura K, Mizuno S, Tabata M, Isaji S, Akatsuka Y, Kuzushima K, Takahashi T, Uemoto S. Intracellular interferon-γ staining analysis of donor-specific T-cell responses in liver transplant recipients. Transplant Proc, 2012; 44: 548-554.
    4. Nishio N, Fujita M, Tanaka Y, Maki H, Zhang R, Hirosawa T, Demachi-Okamura A, Uemura Y, Taguchi O, Takahashi Y, Kojima S, Kuzushima K. Zoledronate Sensitizes Neuroblastoma-derived Tumor-initiating Cells to Cytolysis Mediated by Human γδ T Cells. J Immunother, 2012; 35: 598-606.
    5. Demachi-Okamura A, Torikai H, Akatsuka Y, Miyoshi H, Yoshimori T, Kuzushima K. Autophagy Creates a CTL Epitope That Mimics Tumor-Associated Antigens. PLoS One, 2012; 7: e47126.
    6. Okamoto S, Amaishi Y, Goto Y, Ikeda H, Fujiwara H, Kuzushima K, Yasukawa M, Shiku H, Mineno J. A Promising Vector for TCR Gene Therapy: Differential Effect of siRNA, 2A Peptide, and Disulfide Bond on the Introduced TCR Expression. Mol Ther Nucleic Acids, 2012; 1: e63.
    7. Tamanaka T, Oka Y, Fujiki F, Tsuboi A, Katsuhara A, Nakajima H, Hosen N, Nishida S, Lin YH, Tachino S, Akatsuka Y, Kuzushima K, Oji Y, Kumanogoh A, Sugiyama H. Recognition of a natural WT1 epitope by a modified WT1 peptide-specific T-cell receptor. Anticancer Res, 2012; 32: 5201-5209.
    8. Kanda T, Ochi T, Fujiwara H, Yasukawa M, Okamoto S, Mineno J, Kuzushima K, Tsurumi T. HLA-restricted presentation of WT1 tumor antigen in B-lymphoblastoid cell lines established using a maxi-EBV system. Cancer Gene Ther, 2012; 19: 566-571.
    9. Yamamura T, Hikita J, Bleakley M, Hirosawa T, Sato-Otsubo A, Torikai H, Hamajima T, Nannya Y, Demachi-Okamura A, Maruya E, Saji H, Yamamoto Y, Takahashi T, Emi N, Morishima Y, Kodera Y, Kuzushima K, Riddell SR, Ogawa S, Akatsuka Y. HapMap SNP Scanner: an online program to mine SNPs responsible for cell phenotype. Tissue Antigens, 2012; 80: 119-125.
  • 2008年
    1. Demachi-Okamura A, Ito Y, Akatsuka Y, Tsujimura K, Morishima Y, Takahashi T, Kuzushima K. Epstein-Barr virus nuclear antigen 1-specific CD4+T cells directly kill Epstein-Barr virus-carrying natural killer and T cells. Cancer Sci, 2008; 99: 1633-1642.
  • 2007年
    1. Ito Y, Demachi-Okamura A, Ohta R, Akatsuka Y, Nishida K, Tsujimura K, Morishima Y, Takahashi T, Kuzushima K. Full-length EBNA1-mRNA-transduced dendritic cells stimulate CTLs recognizing a novel HLA-Cw*0303 and Cw*0304-restricted epitope on EBNA1-expressing cells. J Gen Virol, 2007; 88: 770-780.
  • 2006年
    1. Demachi-Okamura A, Ito Y, Akatsuka Y, Tsujimura K, Morishima Y, Takahashi T, Kuzushima K. Epstein-Barr virus (EBV) latent membrane protein 1-specific cytotoxic T lymphocytes targeting natural killer cell malignancies carrying EBV. Eur J Immunol, 2006; 36: 593-602.
    2. Ito Y, Kondo E, Demachi-Okamura A, Akatsuka Y, Tsujimura K, Tanimoto M, Morishima Y, Takahashi T, Kuzushima K. Three Immunoproteasome-Associated Subunits Cooperatively Generate a CTL Epitope of the EBV LMP2A by Overcoming Specific Structures Resistant to Epitope Liberation. J Virol, 2006; 80: 883-890.
  • 2005年
    1. Tajima K, Demachi A, Ito Y, Nishida K, Akatsuka Y, Tsujimura K, Kuwano H, Mitsudomi T, Takahashi T, Kuzushima K. Identification of an epitope from the epithelial cell adhesion molecule eliciting HLA-A*2402-restricted cytotoxic T-lymphocyte responses. Tissue Antigens, 2004; 64: 650-659.
    2. Tajima K, Ito Y, Demachi A, Nishida K, Akatsuka Y, Tsujimura K, Hida T, Morishima Y, Kuwano H, Mitsudomi T, Takahashi T, and Kuzushima K. Interferon-γ differentially regulates susceptibility of lung cancer cells to telomerase-specific cytotoxic T lymphocytes. Int J Cancer, 2004; 110: 403-412.
    3. Sugaya N, Kimura, H, Hara S, Hoshino Y, Kojima S, Morishima T, Tsurumi T, Kuzushima K. Quantitative analysis of Epstein-Barr virus (EBV)-specific CD8+ T cells in patients with chronic active EBV infection. J Infect Dis, 2004; 190: 985-988.
  • 2003年
    1. Hayashi N, Kimura H, Morishima T, Tanaka N, Tsurumi T and Kuzushima K. Flow cytometric analysis of cytomegalovirus-specific cell-mediated immunity in the congenital infection. J Med Virol, 2003; 71: 251-258.
    2. Kuzushima K, Hayashi N, Kudoh A, Akatsuka Y, Tsujimura K, Morishima Tsurumi T. Tetramer-assisted identification and characterization of epitopes recognized by HLA A*2402-restricted Epstein-Barr virus-specific CD8+ T cells. Blood, 2003; 101: 1460-1468.
  • 2002年
    1. Kuzushima K, Tsurumi T. The CD8+ T cell response to EBV: Development of an efficient method to detect EBV-specific CD8+ T cells by flow cytometry and its clinical application. Curr Top Virol, 2002; 2: 129-140.
  • 2001年
    1. Kuzushima K, Hayashi N, Kimura H, Tsurumi T. Efficient identification of HLA A*2402- restricted cytomegalovirus-specific CD8+ T cell epitopes by a computer algorithm and an enzyme-linked immunospot assay. Blood, 2001; 98: 1872-1881.
  • 2000年
    1. Kuzushima K, Kimura H, Hoshino Y, Yoshimi A, Tsuge I, Horibe K, Morishima T, Tsurumi T, Kojima S. Longitudinal dynamics of Epstein-Barr virus-specific cytotoxic T lymphocytes during posttransplant lymphoproliferative disorder. J Infect Dis. 2000; 182: 937-940.
  • 1999年
    1. Hoshino Y, Morishima T, Kimura H, Nishikawa K, Tsurumi T, Kuzushima K. Antigen-driven expansion and contraction of CD8+-activated T cells in primary EBV infection. J Immunol, 1999; 163: 5735-5740.
    2. Kuzushima K, Hoshino Y, Fujii K, Yokoyama N, Fujita M, Kiyono T, Kimura H, Morishima T, Morishima Y, Tsurumi T. Rapid determination of Epstein-Barr virus-specific CD8(+) T-cell frequencies by flow cytometry. Blood, 1999; 94(9): 3094-3100.
    3. Kuzushima K, Nakamura S, Nakamura T, Yamamura Y, Yokoyama N, Fujita M, Kiyono T, Tsurumi T. Increased frequency of antigen-specific CD8(+) cytotoxic T lymphocytes infiltrating an Epstein-Barr virus-associated gastric carcinoma. J Clin Invest, 1999; 104: 163-171.

研究キーワード

細胞傷害性Tリンパ球、がん免疫療法

和文総説

  1. 葛島清隆.がん免疫療法における免疫モニタリング 実験医学増刊号「腫瘍免疫学とがん免疫療法」34(12):2080-2084, 2016. 羊土社
  2. 岡村文子、
  3. 葛島清隆.人工抗原提示細胞を用いた抗腫瘍CTLの誘導と抗原の同定.臨床免疫・アレルギー科.62(6):645-648, 2014, 科学評論社
  4. 葛島清隆.免疫誘導効果評価法~T細胞モニタリングを例に~ 実験医学増刊号「腫瘍免疫学とがん免疫療法」31(12):2023-2027, 2013. 羊土社