CD47を標的とする抗体-毒素結合体：リステリア毒素リストリオリシンOを用いたがん免疫療法

2025-04-13 Sun
学術的背景がん免疫療法は、近年のがん研究分野で注目を集めており、その核心的な目標は、患者自身の免疫システムを活性化してがん細胞を認識し、排除することです。しかし、がん細胞はさまざまなメカニズムを通じて免疫システムの攻撃を回避します。その一つは、「食べないで」シグナル分子CD47を発現することです。CD47は、マクロファージ表面のシグナル調節タンパク質α（SIRPα）と結合し、マクロファージによるがん細胞の貪食作用を抑制することで、がん細胞が免疫監視を逃れるのを助けます。
CD47を標的とした抗体は一定の治療効果を示していますが、単独での使用では免疫システムを十分に活性化することが難しい場合があります。そのため、研究者たちは免疫システムの反応をさらに強化する方法を探求し始めました。本論文では、CD47抗体を細菌毒素Listeriolysin O（LLO）と結合させた抗体-毒素コンジュゲート（ATC）を開発し、がん細胞の貪食と抗原提示を促進することで、抗腫瘍免疫反応を強化する革新的な戦略を提案しています。
論文の出典本論文は、アメリカのテキサス大学MDアンダーソンがんセンターやヒューストンメソジスト研究所など複数の機関からなる研究チームによって執筆されました。Benjamin R. Schrank、Yifan Wangらが中心となり、2025年3月に『Nature Cancer』誌に掲載されました。タイトルは「An antibody–toxin conjugate targeting CD47 linked to the bacterial toxin listeriolysin O for cancer immunotherapy」です。
研究の流れ1. 抗体-毒素コンジュゲートの設計と合成研究者たちはまず、CD47-LLOコンジュゲートを設計しました。具体的な手順は以下の通りです：
- 抗体の修飾：クリックケミストリー試薬DBCO-PEG4-NHSエステルを使用して、CD47抗体（MIAP410）を修飾しました。
- 毒素の修飾：架橋剤SPDP-PEG11-アジドを使用して、LLOタンパク質を修飾しました。
- 結合反応：修飾された抗体とLLOを混合し、一晩反応させました。
- 精製：アフィニティークロマトグラフィーとサイズ排除クロマトグラフィーを用いて、未結合の抗体とLLOを除去し、最終的にCD47-LLOコンジュゲートを得ました。
2. 体外実験によるCD47-LLOの機能検証研究者たちは、CD47-LLOの機能を体外で検証しました。具体的には以下の点を確認しました：
- 貪食作用の強化：CD47-LLOをマクロファージと樹状細胞と共培養したところ、がん細胞の貪食作用が顕著に増強されました。
- リソソーム膜の透過性増加：透過型電子顕微鏡で観察した結果、CD47-LLO処理後のマクロファージのリソソーム膜に穿孔が確認され、LLOがリソソーム内で孔を形成し、腫瘍抗原の放出を促進していることが示されました。
- 抗原提示の強化：CD47-LLO処理後のマクロファージと樹状細胞は、より高い腫瘍抗原提示能力を示し、腫瘍特異的T細胞を活性化しました。
3. 体内実験によるCD47-LLOの抗腫瘍効果の検証研究者たちは、複数のマウス腫瘍モデルでCD47-LLOの抗腫瘍効果を検証しました。具体的には以下のモデルを使用しました：
- 乳がんモデル：4T1BR4およびEO771乳がんモデルでは、CD47-LLOが原発腫瘍の成長を著しく抑制し、転移を減少させました。
- メラノーマモデル：D4M.3Aメラノーマモデルでも、CD47-LLOは顕著な抗腫瘍効果を示しました。
- 免疫記憶効果：CD47-LLO治療を受けた長期生存マウスは、腫瘍の再挑戦に対して抵抗性を示し、CD47-LLOが持続的な抗腫瘍免疫記憶を誘導することが示されました。
4. メカニズムの研究研究者たちは、CD47-LLOの作用メカニズムをさらに探求し、以下の点を明らかにしました：
- cGAS-STING経路の活性化：CD47-LLOは、腫瘍DNAを放出することでcGAS-STING経路を活性化し、I型インターフェロンの産生を促進しました。
- マクロファージとT細胞の協調作用：CD47-LLOは、マクロファージを炎症促進型に極化させ、腫瘍内のCD8+ T細胞の浸潤を増加させました。
主な結果CD47-LLOは腫瘍細胞の貪食作用を顕著に増強：体外実験では、CD47-LLO処理されたマクロファージと樹状細胞が、腫瘍細胞の貪食作用を著しく増強しました。
CD47-LLOは腫瘍抗原の放出と提示を促進：CD47-LLO処理後のマクロファージと樹状細胞は、より高い腫瘍抗原提示能力を示し、腫瘍特異的T細胞を活性化しました。
CD47-LLOは複数の腫瘍モデルで顕著な抗腫瘍効果を示す：乳がんおよびメラノーマモデルでは、CD47-LLOが腫瘍の成長と転移を著しく抑制しました。
CD47-LLOはcGAS-STING経路を活性化し、I型インターフェロンの産生を促進：メカニズム研究により、CD47-LLOが腫瘍DNAを放出することでcGAS-STING経路を活性化し、抗腫瘍免疫反応をさらに強化することが示されました。
結論と意義本研究では、新たな抗体-毒素コンジュゲートCD47-LLOを設計し、腫瘍細胞の貪食作用と抗原提示を強化することで、抗腫瘍免疫反応を著しく向上させました。CD47-LLOは、複数の腫瘍モデルで顕著な抗腫瘍効果を示し、持続的な抗腫瘍免疫記憶を誘導することが確認されました。さらに、CD47-LLOはcGAS-STING経路を活性化することで、免疫システムの反応をさらに強化しました。
この研究は、がん免疫療法に新たな戦略を提供するだけでなく、他の免疫チェックポイントを標的とした抗体-毒素コンジュゲートの開発にも理論的基盤を提供します。CD47-LLOの臨床応用は広く期待されており、がん免疫療法の重要なツールとなる可能性があります。
研究のハイライト革新的な抗体-毒素コンジュゲートの設計：CD47-LLOは、CD47抗体のターゲティング能力とLLOのリソソーム膜穿孔能力を組み合わせ、抗腫瘍免疫反応を顕著に強化しました。
多モデルでの抗腫瘍効果の検証：乳がんおよびメラノーマを含む複数の腫瘍モデルで、CD47-LLOは顕著な抗腫瘍効果を示しました。
メカニズム研究の深化：cGAS-STING経路の活性化を通じて、CD47-LLOが免疫システムの反応をさらに強化するメカニズムが明らかになりました。
その他の価値ある情報本研究では、CD47-LLOとPD-1抗体の併用が抗腫瘍効果をさらに強化することが示され、併用免疫療法における潜在的な応用価値が示唆されました。また、CD47-LLOの全身投与は、ある程度の炎症反応や抗薬物抗体（ADA）反応を引き起こす可能性があるため、今後の臨床応用では投与戦略のさらなる最適化が必要です。