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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

愛知県がんセンター研究所・腫瘍免疫学部においては、ヒトの免疫担当細胞を用いた非臨床研究、がんセンター中央病院および全国の大学等との臨床研究が一体となった活動をしています。
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。私たちはCTLの標的抗原として、1)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、2)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、3)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います。
現在は、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CD8陽性リンパ球が認識するエピトープ(ペプチド)の同定に取り組んでいます。また、がん細胞内でのエピトープ生成過程の解析も進めています。
がん免疫療法を臨床現場に還元する、いわゆるトランスレーショナルリサーチの重要性が近年強調されています。がんに対する免疫応答には未知の部分が多く、臨床研究と基礎研究をバランスよく推進することがこれからも重要と考えています。

 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/index.html

研究実績

【代表的な論文】
Kamei M, Nannya Y, Torikai H, Kawase T, Taura K, Inamoto Y, Takahashi T, Yazaki M, Morishima S, Tsujimura K, Miyamura K, Ito T, Togari H, Riddell SR, Kodera Y, Morishima Y, Takahashi T, Kuzushima K, Ogawa S, Akatsuka Y. HapMap scanning of novel human minor histocompatibility antigens. Blood, 2009, 113:5041-5048.


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(8):1633-1642.


Kawase T, Nannya Y, Torikai H, Yamamoto G, Onizuka M, Morishima S, Tsujimura K, Miyamura K, Kodera Y, Morishima Y, Takahashi T, Kuzushima K, Ogawa S, Akatsuka Y. Identification of human minor histocompatibility antigens based on genetic association with highly parallel genotyping of pooled DNA. Blood, 2008, 111: 3286-3294.


Kawase T, Akatsuka Y, Torikai H, Morishima S, Oka A, Tsujimura A, Miyazaki M, Tsujimura K, Miyamura K, Ogawa S, Inoko H, Morishima Y, Kodera Y, Kuzushima K, Takahashi T.  Alternative splicing due to an intronic SNP in HMSD generates a novel minor histocompatibility antigen. Blood, 2007, 110:1055-1063.


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.


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(3): 593-602.


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(2): 883-890.


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.


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.


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(5): 985-988.


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.


Kuzushima K, Hayashi N, Kudoh A, Akatsuka Y, Tsujimura K, Morishima Y, 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.


Uemura Y. Senju S. Maenaka K. Iwai LK. Fujii S. Tabata H. Tsukamoto H. Hirata S. Chen YZ. Nishimura Y. Systematic analysis of the combinatorial nature of epitopes recognized by TCR leads to identification of mimicry epitopes for glutamic acid decarboxylase 65-specific TCRs. J. Immunol. 170: 947-60, 2003.


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.


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.


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(3):937-40.


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(10):5735-40.


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):3094-100.


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(2):163-71.

大学院入学案内

ヒト免疫学の基盤研究と臨床応用に興味のある若い研究者を募集しています。
腫瘍免疫学部は、名古屋大学大学院医学系研究科の連携大学院として、細胞腫瘍学講座を担当しています。
また、リサーチレジデントのポストもあります。興味のある方は、いつでも下記へ御連絡下さい。

研究分野紹介

1)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。
 この目的では、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を誘導していました。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、同様の研究が進み難いということがありました。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(そのHLA上に提示されるペプチドに特異的)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。
人工抗原提示細胞のプラットフォームになる細胞株としては、細胞表面にHLAが発現していないけれども、細胞内には多くのがん抗原が発現している細胞株が適しています。また、HLAを導入したい時に、抗原ペプチドを提示できる仕組みが温存されていることも必要条件になります。慢性骨髄性白血病検体から樹立されたK562細胞は、これらの条件を満たしています。私たちは日本人に最も高い頻度で見られるHLA-A*2402分子を、前述のCD86, 4-1BBLと一緒にK562細胞に導入しました。この細胞をaAPCとして用い、HLA-A24陽性成人の末梢血リンパ球を刺激してCTLクローンを複数得ました。全てのクローンは、HLA-A24拘束性にK562細胞を認識しましたが、HLA-A24陽性の繊維芽細胞や正常ヒト気管/気管支上皮細胞などの正常細胞は認識しませんでした。他のがん細胞株への反応性を調べたところ、16F3クローンは複数の膵がん細胞も認識しました。K562細胞のmRNAから構築したcDNAライブラリーを用いた発現スクリーニングにより、4個のCTLクローンがそれぞれ認識する4種類の抗原を同定しました。
同定した遺伝子は、a) 赤芽球系の転写因子、b) 慢性リンパ性白血病患者血清を用いたSEREX法により、過去に同定された腫瘍抗原、c) 胎児期に赤芽球系細胞で発現が見られる遺伝子、d) ユビキタスな発現をする遺伝子(のスプライスバリアント)でした。
 このように、人工抗原提示細胞は、その細胞が内部に持っているがん抗原に対するCTLを誘導する道具として、非常に有用です。
 話は変わりますが、がん組織には階層性があり、その最上位に自己複製能と分化能を保持する「がん幹細胞」が存在していることを示す有力な実験事実が増加しています。がん臨床から見ると、「がん幹細胞」は化学療法や放射線療法に抵抗であり、治療後の再発の母体となっている可能性があるため、これを標的とした新規の治療法が望まれています。今後は、人工抗原提示細胞システムを応用して、「がん幹細胞」を特異的に傷害するCTLを誘導し、その認識抗原や抗原プロセスの解明を進めたいと考えています。

2)エプシュタイン・バー・ウイルス(Epstein-Barr virus ; EBV)陽性のT/NK細胞性腫瘍に対する免疫療法の基盤研究

 EBVは成人になるまでに半数ぐらいの人が感染しているありふれたウイルスです。一部の人では、初感染時に伝染性単核球症という発熱性の疾患を発症しますが、多くの人では知らないうちに感染が成立します。一方、EBVは上咽頭癌の約半数に、胃がんの6-8%に、リンパ腫の一部に持続感染が見られることから、これらの悪性腫瘍の発生に何らかの役割を果たしていると考えられます。
 T細胞およびNK細胞由来の悪性リンパ腫にEBVが持続感染している場合、EBNA1とLMP1という2種類のウイルス蛋白が発現します。私たちは、これらの蛋白を標的とした免疫療法の構築を試みています。EBNA1とLMP1に対するCTLが、これらの細胞を本当に認識して傷害することができるのか検討しました。まず、EBV既感染者から、HLA-A*0206拘束性のLMP1特異的CTLクローンを樹立しました。このクローンは、HLA-A*0206陽性でLMP1を発現するNK細胞株を傷害しました。

 CTLはclass I HLA分子に結合しているペプチドを認識しますが、CD4+T細胞はclass II HLA分子に結合しているペプチドを認識します。また、EBV陽性のクローンTおよびNKリンパ腫細胞は表面にclass II HLA分子を十分に発現していることが判っています。そこで、私たちはEBNA1に特異的なCD4+T細胞クローンを樹立し、傷害性を検討しました。このクローンはHLA-DR51に結合しているEBNA1由来のペプチドを認識します。図のように、EBNA1特異的CD4+T細胞クローンは、Tリンパ腫株SNT16とNKリンパ腫株SNK10をHLA-DR51拘束性に傷害しました。今後は、マウスを宿主として、EBNA1特異的CD4+T細胞クローンが腫瘍増殖抑制効果を発揮できるか、検討する予定です。将来的には、EBNA1特異的CD4+T細胞クローンを用いた養子(受動)免疫療法の開発に繋げたいと考えています。

教員

構成員名/英名表記 役職 所属
葛島清隆(くずしまきよたか)
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

研究キーワード

細胞傷害性Tリンパ球 EBウイルス がん免疫療法

経歴

1984年 金沢大学医学部卒業
1991年 名古屋大学大学院医学研究科修了、同年米国アルバート・アインスタイン医科大学・微生物免疫学教室(Prof. Nathenson)留学
1998年より当研究所腫瘍ウイルス学部室長
2002年より腫瘍免疫学部部長
2007年より名古屋大学大学院医学系研究科細胞腫瘍学講座客員教授兼任。

連絡先

〒464-8681 名古屋市千種区鹿子殿1-1
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