通过补充CAR信号改变基因，可以提高对固体癌的治疗效果

京都大学iPS细胞研究所（CiRA）12月13日宣布，研发出了用iPS细胞制作在小鼠的固体癌模型中也能发挥抗肿瘤效果的CAR-T细胞的方法。该研究由CiRA增殖分化机构研究部门的上田树研究员（现：芝加哥大学博士后研究员）和金子新教授等研究小组进行。研究成果在线刊登在《自然Biomedical Engineering》上。

已知T细胞和NK细胞等细胞伤害性免疫细胞在癌症免疫疗法中成为搭载CAR等基因的自体移植用细胞的供给源。自2013年报道了从iPS细胞分化抗原特异性T细胞的方法以来，面向使用iPS细胞技术的癌免疫疗法的应用的研究正在进行。近年来，随着分化诱导法的改良，在血液癌的动物模型中，除了报告了具有与健康人的初代培养T细胞匹敌的治疗效果的iPS细胞由来CAR-T细胞（iCAR-T细胞）之外，还报告了通过基因操作使iPS细胞的免疫原性减弱而“通用”化的iCAR-T细胞的有用性等iCAR-T细胞对同种（异体）移植细胞治疗的贡献也值得期待。

另一方面，在通常的CAR-T细胞治疗中，固体癌与血液癌相比，也是治疗难易度高的癌症。需要满足免疫细胞到达肿瘤组织、原位增殖、效应器功能的发挥及其持续等条件，期待治疗效果仍需改善。此次，研究小组着眼于补充CAR信号的T细胞活性化信号，通过进行基因改变，致力于改善肿瘤局部的iCAR-T细胞的行为，提高iCAR-T细胞对固体癌的治疗效果。

先导入共刺激分子，CAR基因导入对iPS细胞向T细胞的分化影响不大

已经发现，一些CAR基因的结构引起CAR-T细胞的功能降低，从而产生意外的持续CAR信号转导。研究小组首先研究了CAR基因的构成对iPS细胞向T细胞分化的影响。将4种不同结构的CAR基因（19z、1928z、19bbz、1928bbz）分别导入到iPS细胞中，所述4种CAR基因（19z、1928z、19bbz、1928bbz）在T细胞受体信号（第一信号）传递期间起到共刺激（第二信号）分子的作用。然后，进行向T细胞的分化诱导，结果发现含有4-1BB的CAR（19bbz）和同时含有CD28和4-1BB的CAR（1928bbz）对向iPS细胞导入CAR基因的分化诱导没有影响。

酶DGK缺失iCAR-T细胞改善固形癌模型小鼠肿瘤局部增殖和存活

其次，详细分析了iCAR-T细胞（iCAR-TCTL）的功能，结果表明，与通常的CAR-T细胞相比，位于CAR下游信号传导路径的分子磷酸化不足，活性变弱。因此，为了提高iCAR-T细胞的效应器功能，研究了增强T细胞受体信号（第一信号）的方法。

首先，研究小组将二酰基甘油磷酸化酶的DGKα和DGKζ着眼于。到目前为止，在老鼠实验中，DGKα和DGKζ据报道，抑制T细胞的效应器功能提高。这次的研究是DGKα和DGKζ制作缺损的iCAR-T细胞（DGK-dKO-iCAR-TCTL），通过固体癌小鼠模型评价增强T细胞受体信号的效果。

当将缺失DGK的iCAR-T细胞（DGK-dKO-iCAR-TCTL）给予固形癌模型小鼠时，与未缺失DGK的来自iPS细胞的CAR-T细胞（iCAR-TCTL）相比，在肿瘤局部检测到更多的细胞障碍性T细胞并长期存在。该结果表明，基因修饰改善了iCAR-T细胞在肿瘤局部的增殖和存活。

膜结合型IL-15/IL-15Rα通过基因的导入，肿瘤的增殖性和持续性提高

除了T细胞受体信号、共刺激信号之外，细胞因子刺激的信号（第三信号）对于T细胞的活化也很重要。到目前为止，研究小组已经对膜结合型IL-15/IL-15Rα（mbIL15）报道了通过基因的导入，iCAR-T细胞的体内残存得到改善，血液癌治疗效果得到改善。因此，本次研究除了DGK-KO外，还将mbIL15导入iCAR-T细胞，评价了效果。导入mbIL15的iCAR-T细胞（iCAR-TCTL-mbIL15tg）与未导入mbIL15的细胞（iCAR-TCTL）相比，在肿瘤中的增殖性和持续性得到了提高。

DGK缺损+膜结合型IL15基因导入，抑制免疫疗法困难的肝细胞癌小鼠的肿瘤形成

其次，使用卵巢癌模型小鼠，调查了DGK的缺损和膜结合型IL15基因的导入相结合的效果。结果显示，与任一操作的iCAR-T细胞相比，两操作的iCAR-T细胞长期在肿瘤中发挥作用，改善了肿瘤模型小鼠的存活。

作为对癌免疫疗法困难的固体癌的模型的效果的验证，对在皮下播种了癌细胞的肝细胞癌模型小鼠，通过静脉注射给予进行了DGK缺损和膜结合型IL-15的基因导入的iCAR-T细胞。结果，能够抑制肿瘤形成，改善固体癌模型小鼠的生存率。

本次研究表明，通过选择适当的CAR基因结构和优化分化诱导方法，并结合促进细胞活化的基因操作，可以制备高功能的iPS细胞来源的CAR-T细胞。“本研究结果表明，iPS细胞来源的CAR-T细胞对固体癌也有治疗效果。”研究小组如是说。