発表者
前田　　真吾(東京大学大学院農学生命科学研究科　獣医学専攻　助教)
村上　　康平(研究当時:東京大学大学院農学生命科学研究科　獣医学専攻　博士課程)
井上　亜希子(研究当時:東京大学大学院農学生命科学研究科　獣医学専攻　博士課程)
米澤　　智洋(東京大学大学院農学生命科学研究科　獣医学専攻　准教授)
松木　　直章(研究当時:東京大学大学院農学生命科学研究科　獣医学専攻　教授)

発表のポイント

  • 膀胱癌を発症したイヌにおいて、制御性T細胞(Treg)が腫瘍組織に浸潤するメカニズムを明らかにし、その阻害剤を用いたTreg浸潤抑制が膀胱癌の有効な治療標的となることを証明した。
  • ヒトの膀胱癌患者においても、同様のメカニズムによってTregの腫瘍内浸潤が引き起こされている可能性を示した。
  • 本研究成果は、膀胱癌に対する新しい治療法を提示するとともに、イヌの臨床症例が自然発症腫瘍モデルとして有用であることを示唆するものである。

発表概要

　制御性T細胞(Treg:注1)は炎症の収束や免疫寛容に関わる重要な免疫抑制細胞であるが、腫瘍においては抗腫瘍免疫を抑制して患者の予後を悪化させることが知られている。Tregの腫瘍内(注2)を阻害することで抗腫瘍免疫を活性化する治療法がマウスモデルで提唱され、ヒトでも症例報告レベルで有効性が確認されているが、膀胱癌における有効性の情報は皆無であった。
　東京大学大学院農学生命科学研究科の研究グループは、イヌの膀胱癌症例を用いて、①腫瘍組織へのTreg浸潤が予後を悪化させること、②Tregの腫瘍内浸潤にはケモカイン(注3)のひとつであるCCL17(注4)とその受容体であるCCR4が関与していること、③CCR4阻害剤の投与が膀胱癌に対して有効であること、④尿中CCL17濃度がCCR4阻害剤の治療効果を予測するバイオマーカーとなること、⑤ヒトの膀胱癌患者においても同様のメカニズムでTreg浸潤が引き起こされている可能性があることを明らかにした。
　本成果により、CCR4を標的とした「制御性T細胞の制御」が膀胱癌に対する新しい治療法となる可能性が示された。また本研究成果は、イヌの臨床症例が自然発症腫瘍モデルとして有用であることを示唆する。

発表内容

【研究背景】
　医学領域において膀胱癌は一般的な腫瘍であり、世界中で毎年約43万人が新たに発症し、17万人の死因となると推定されている。膀胱癌は、粘膜の表層に発生する低グレードタイプと筋層に浸潤する高グレードタイプの2つのタイプに分類される。高グレードタイプの性膀胱癌は高率に遠隔転移するため、その予後は非常に悪い。標準治療として白金製剤による抗がん剤治療が行われているが、その全生存期間は約1年、5年生存率はわずか5%と報告されている。筋層浸潤性の膀胱癌に対する新しい治療法の開発が求められているが、筋層浸潤や転移能といった悪性の性質を持つ膀胱癌マウスモデルは少ない。そのため、他の固形癌に比べて膀胱癌の研究は遅れているのが現状である。
　東京大学大学院農学生命科学研究科の研究グループは、膀胱癌を自然発症したイヌの臨床症例を用いて解析を行った。伴侶動物であるイヌは実験動物のマウスと異なり、遺伝的・環境的・免疫学的に多様性を有している。またイヌとヒトの膀胱癌は、臨床症状や病理組織像、進行・転移様式、抗がん剤に対する治療反応性、遺伝子発現プロファイルといったさまざまな点で類似することが報告されている。さらにイヌの膀胱癌の約90%が筋層浸潤性の高グレードタイプである。以上の特徴から、イヌの膀胱癌はヒトの筋層浸潤性膀胱癌の有用な動物モデルとなる可能性がある。
　本研究では、イヌの膀胱癌症例を用いてTregの腫瘍内浸潤メカニズムを明らかにし、その分子メカニズムに基づいた治療法の有効性を評価した。


図1　イヌの膀胱癌におけるTreg浸潤と予後
　膀胱癌組織では多数のTreg(茶色く染色されている細胞)が浸潤している(左)。正常な膀胱ではTregがほとんど観察されないのに対して、膀胱癌症例の約半数では顕著なTreg浸潤が認められた(中央)。Treg高浸潤群の方が低浸潤群に比べて生存期間が短縮していた(右)。

図2　イヌの膀胱癌に対するCCR4阻害剤の有効性
　膀胱内腔を占拠していた腫瘤(矢頭)がCCR4阻害剤の投与により顕著に縮小した。

【研究の内容】
　イヌの膀胱癌症例の腫瘍組織を調べたところ、約半数の症例でTregの顕著な浸潤が認められた(図1左・中央)。一方、正常膀胱組織ではTregはほとんど存在しなかった(図1中央)。イヌの膀胱癌症例をTreg高浸潤群と低浸潤群に分類し、各群の予後を比較したところ、Treg高浸潤群の方が低浸潤群よりも生存期間が短いことがわかった(図1右)。
　Treg浸潤メカニズムを調べるために、次世代シーケンサーを用いて正常膀胱と膀胱癌の遺伝子発現を網羅的に解析した。その結果、膀胱癌ではCCL17と呼ばれるケモカインの発現が正常膀胱の約150倍に増加していることが明らかとなった。さらに、膀胱癌組織に浸潤したTregが CCL17の受容体であるCCR4を高発現していることを確認した。
　続いて、CCR4を阻害する薬剤をイヌの膀胱癌を移植したマウスに投与したところ、腫瘤体積の増大が抑制され、摘出した腫瘍組織に含まれるTreg数の減少が確認された。
　イヌの膀胱癌症例に対してCCR4阻害剤を投与したところ、腫瘤体積が顕著に縮小し(図2)、コントロール群と比べて生存期間の延長が認められた。また、尿に含まれるCCL17濃度が高い症例のほうが低い症例よりもCCR4阻害剤の治療効果が高かった。
　ヒトの膀胱癌患者の腫瘍組織においても、イヌと同様にTregの浸潤が観察された。さらにヒトの膀胱癌においても腫瘍組織内に浸潤しているTregはCCR4を高発現していた。

【まとめ・社会的意義】
　本研究はイヌの自然発症膀胱癌症例を用いて、腫瘍細胞が産生するCCL17がCCR4を介してTregを周囲に呼び寄せ、膀胱癌の進行や予後の悪化につながることを明らかにした。さらにCCR4阻害剤がTreg浸潤を抑制し、抗腫瘍免疫を活性化することで膀胱癌に対して治療効果を発揮することを初めて示した。
　本成果により、CCR4を標的とした「制御性T細胞の制御」が膀胱癌に対する新しい治療法となる可能性が示された。また、イヌの膀胱癌症例がヒトの筋層浸潤性膀胱癌に類似する自然発症動物モデルとして有用であり、免疫療法の開発や創薬における基盤となりうることが示唆された。

発表雑誌

雑誌名
Cancer Immunology Research
論文タイトル
CCR4 Blockade Depletes Regulatory T Cells and Prolongs Survival in a Canine Model of Bladder Cancer
著者
Shingo Maeda, Kohei Murakami, Akiko Inoue, Tomohiro Yonezawa, Naoaki Matsuki
DOI番号
10.1158/2326-6066.CIR-18-0751
論文URL
http://cancerimmunolres.aacrjournals.org/content/early/2019/05/23/2326-6066.CIR-18-0751

問い合わせ先

東京大学大学院農学生命科学研究科　獣医学専攻　獣医臨床病理学研究室
助教　前田　真吾(まえだ　しんご)
Tel:03-5841-3096
E-mail:amaeda<アット>mail.ecc.u-tokyo.ac.jp　<アット>を@に変えてください。 
研究室URL:https://www.maedalab.com/

用語解説

  • 注1　制御性T細胞(regulatory T-cell:Treg)
    免疫応答を抑制するリンパ球(免疫細胞の一種)。炎症の収束や免疫寛容に重要な役割を果たすことが知られている。
  • 注2　浸潤
    細胞が特定の組織の中に入り込むこと。炎症では免疫細胞が組織に浸潤する。膀胱癌では腫瘍細胞がより深部の組織である筋層に浸潤することがある。
  • 注3　ケモカイン
    サイトカインの一種で、細胞の移動や遊走を促進する蛋白質。
  • 注4　CCL17
    細胞を遊走させるケモカインの一種で、TARCとも呼ばれる。CCR4と呼ばれる受容体のリガンドとして機能する。