Analysis of Glycan Structures of Immune Checkpoint Molecules and Challenges for Personalized Therapy

免疫检查点分子的聚糖结构分析及个性化治疗的挑战

• 批准号: 21K19542
• 负责人: 和田 聡
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Showa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19542/
• 关键词: 免疫チェックポイント; 糖鎖構造; 個別化治療; 翻訳後修飾; がん免疫療法

免疫チェックポイント阻害剤は、がん治療に強いインパクトを与えた。一方、単剤における治療効果はがんの種類により異なり、治療効果が得られるがん種（肺がん・胃がん等）と得られないがん種（大腸がん・膵臓がん等）が判明している。また治療効果が得られるがん種においても効果が得られる患者と得られない患者が存在する。申請者らはその原因の一つとして抗体医薬が認識できないPD-L1蛋白質の翻訳後修飾に着目した。翻訳後修飾で一番多いのが糖鎖修飾であり、PD-L1分子における糖鎖修飾の重要性が報告されているが、がんの種類によるPD-L1上の糖鎖の違いや特定糖鎖については報告はない。糖鎖は遺伝子による直接制御を受けない「翻訳後修飾」であるため、PCR法による増幅やリコンビナント作成が難しく研究開発が遅れている。本研究では、レクチンアレイ法を用いて腫瘍組織におけるPD-L1上の糖鎖修飾について網羅的解析を行い、主要な糖鎖修飾の相違を明らかにすることを最終目的とする。本研究成果より、PD-L1上の糖鎖修飾が明らかとなれば、意図的に糖鎖修飾を標的とした治療薬開発が期待される。本研究では、各がん種の腫瘍組織を使用し、レーザーマイクロダイゼクション（LMD）法を用いて腫瘍細胞を分離して、腫瘍細胞に発現するPD-L1上の糖鎖修飾を高密度レクチンアレイ法にて解析する。まず患者腫瘍組織（肺がん・胃がん・大腸がん・膵臓がん）を準備し、LMD法にて各がん種の腫瘍細胞を分離した。次に、分離した腫瘍細胞を抗PD-L1抗体を用いて免疫沈降し、PD-L1分子を単離した。単離したPD-L1分子を高密度レクチンアレイ法にて解析を行い、がん種により糖鎖を認識するレクチン構造が異なる事が判明した。腫瘍細胞株（肺がん:A549,胃がん:KATO-Ⅲ,大腸がん:SW480,膵臓がん:MIAPaCa-2）を使用した解析も現在行っている。

免疫检查点抑制剂对癌症治疗有很大影响。另一方面，单个药物的治疗作用取决于癌症的类型，并且发现提供治疗作用的癌症类型（肺癌，胃癌等）以及未提供治疗作用的癌症（凝结癌，胰腺癌等）。此外，还有一些在癌症类型中具有有效性的患者，可以提供治疗作用，而无法提供有效性的患者。申请人专注于PD-L1蛋白的翻译后修饰，而PD-L1蛋白无法被抗体药物识别为其中之一。最常见的翻译后修饰是聚糖的修饰，尽管已经报道了在PD-L1分子中进行聚糖修饰的重要性，但尚未报告PD-L1的聚糖差异，具体取决于癌症或特定的聚糖类型。由于非基因无法直接控制的“翻译后修饰”，因此很难通过PCR方法进行扩增和重组创建，并且研发很慢。在这项研究中，最终的目的是使用凝集素阵列法对肿瘤组织中PD-L1的糖基化进行全面分析，并阐明主要糖基化修饰的差异。如果这项研究的结果表明在PD-L1上进行了聚糖修饰，则可以预期有意靶向聚糖修饰的治疗剂的发展。在这项研究中，使用了每种癌症类型的肿瘤组织，使用激光微型分解（LMD）分离肿瘤细胞，并使用高密度凝集素阵列方法对在肿瘤细胞上表达的PD-L1进行糖基化修饰。首先，准备了患者肿瘤组织（肺癌，胃癌，结肠癌，胰腺癌），并使用LMD方法分离每种类型的癌症的肿瘤细胞。然后使用抗PD-L1抗体将分离的肿瘤细胞免疫沉淀，以分离Pd-L1分子。使用高密度的凝集素阵列法分析了分离的PD-L1分子，发现识别聚糖的凝集素结构取决于癌症。我们目前还使用肿瘤细胞系（肺癌：A549，胃癌：Kato-III，结肠癌：SW480，胰腺癌：Miapaca-2）进行分析。