遺伝子は多くの人類疾患の内因性要素であり、病気に関する遺伝子の研究は生命医学研究分野の主流である。病気に関する遺伝子及びこれらの遺伝子の概況をどのように迅速に把握するか？大量の文章を読み情報を収集し、スクリーニングするのは本当に時間が必要である。そのため、サイヤジェン株式会社の新たなコラム「Gene of the Week」が毎週オンラインで情報を紹介することになりました。研究者様が毎週遺伝子を1つ把握させるために、毎週遺伝子を1つご紹介します。もし少しでもお役に立てたのであれば幸いです。

本日ご紹介するのは腫瘍免疫治療の新たな標的GITRです。

腫瘍治療の革命的なイノベーションとして、免疫治療は様々な腫瘍治療の分野で大きな突破を獲得した。共抑制経路（CTLA−4とPD−1が介する経路など）を遮断することに加えて、新たな有望な方法は共刺激経路を活性化して腫瘍免疫反応を増強することを含む。糖コルチコイドが誘導する癌壊死因子受容体（glucocorticoid-induced TNF receptor，GITR）は細胞毒性T細胞とTreg細胞に発現する共刺激受容体であり、その活性化はTreg細胞の抑制作用を妨害し、細胞毒性T細胞の機能を増強することができる。そのため、GITRを活性化することは有望な治療方案の一つである。

GITRはTNFRSスーパーファミリーに属する1型膜貫通蛋白であり、GITRリガンド（GITRL）（2型膜貫通蛋白）とSECTM1Aの2つの内因性リガンドと相互作用することができる。GITRは膜貫通蛋白も分泌蛋白として発現される。マウスで、SECTM1AがGITRとCD7を活性化されることを発見されるが、GITRを触発する作用はまだ不明である。逆に、GITR/GITRLシステムが免疫反応と炎症において重要な役割を果たしていることは既知である。

表1. GITRの免疫系細胞における機能

最近、GITRは薬理作用の標的として広く研究されている。アゴニストアンチGITR mAbはGITRを共活性化することにより、免疫反応、炎症を強め、抗腫瘍反応を強める。拮抗剤mAbはGITRを抑制することにより、T細胞の活性化と免疫反応を抑制することができる。そのため、GITRアゴニストmAbはさらに抗腫瘍薬に開発された。腫瘍モデルでは、GITR mAbの抗腫瘍活性は、主にCD8^＋とCD4^＋効果T細胞の活性を増強する能力と、腫瘍浸潤Tregの抑制/消耗に基づいている。重要なことは、GITRは腫瘍そのものでは発現しないが、いくつかの人類の癌（肺癌、腎臓細胞癌、頭頸部癌と黒色腫を含む）の腫瘍浸潤リンパ球（TIL）に発現している。

GITRは他の共刺激分子と同様にT細胞の活性化に重要な役割を果たし、その活性は相乗作用によって他の抗がん療法を強化することができる。抗PD-1とGITRアゴニストモノクローナル抗体連合治療は、卵巣がんと乳がんマウスモデルを長期に生存させ、IFN-γを発生する通常のT細胞を刺激し、免疫抑制のTregsと髄系由来の抑制細胞を抑制する。CT26（結腸がん）とCMS5a（繊維肉腫）マウス腫瘍モデルで、GITRモノクローナル抗体と抗CTLA-4を併用すると、80％の腫瘍応答を引き起こし、腫瘍内のTreg（GITR経由）を減少し、CD8^＋T細胞（CTLA-4経由）を刺激する。連合投薬の毒性は臨床発展の一つの制限であるが、標的GITRとOX40アゴニスト（OX40リガンド融合蛋白）はCT26担がんマウスに対して相乗抗腫瘍作用を示している。現在、一部の臨床研究が行われている。特に他の治療と結合することにより、GITR刺激療法の開発がより良い結果をもたらすことが期待されている。

表2. 行っているGITR活性化療法の臨床試験（一部）

サイヤジェン株式会社のGITRヒト化マウスは腫瘍研究を助力します 

品系背景：C57BL/6N 

品系構築策略： 

人のGITR遺伝子の細胞外構造ドメイン配列をマウスGITR遺伝子座に挿入し、マウスのGITR細胞外構造ドメインを置き換え、マウスのGITR内因性プロモーターによって駆動し、人のGITR細胞外構造ドメインとマウスのGITR細胞内構造ドメインを発現する。

品系の説明： 

■　hGITRはマウスの体内で正常な生理発現と調節モードを持っている。

■　マウスの免疫機能は健全である。 

■　マウスの標的遺伝子の発現を欠けているため、交差反応が避けられる。 

研究の応用:

免疫系の機能が健全なマウスの体内でヒト免疫チェックポイントGITRにターゲットする免疫腫瘍薬物の体内効果評価と分析を行うことができる。 

モデルの検証:

図1. hGITRは免疫細胞で誘導されて発現する。フローサイトメトリーでhGITRがヒト化GITRマウスのTreg(CD4⁺Foxp3⁺)、通常のCD4 T細胞(CD3⁺CD4⁺)、CD8(CD3⁺CD8⁺)、B細胞(CD3^-CD19⁺)に発現することを検測した。

図2. 体外実験によると、hGITRは効果T細胞とTregに機能することが分かった。Treg（CD4^＋Foxp3^＋）は、それぞれマウスまたは人のGITRLによって2 h刺激された後、CFSEでマークされたCD4 T細胞（CD4^＋CD25^-）とともに培養され、αCD3^＋/−human GITRLで活性化する。

図3. hGITRは腫瘍浸潤細胞（TILs）で誘導されて発現する。MB49膀胱がんを接種したhGITRホモマウスｎ体内から脾臓細胞と腫瘍浸潤細胞を分離し、hGITRはTreg（CD4^＋Foxp3^＋）、通常のCD4T細胞（CD3^＋CD4^＋）、CD8（CD3^＋CD8^＋）細胞で発現することがある。

図4. hGITRモノクローナル抗体は抗腫瘍作用がある。野生型とhGITRホモマウスはそれぞれMB49膀胱がん細胞を接種し、αhGITR治療でhGITRホモマウス体内の腫瘍増殖を抑制できる。

マウス腫瘍モデルは腫瘍の発生発展メカニズム、薬物スクリーニング及び治療効果の評価に不可欠なツールである。サイヤジェン株式会社のモデル動物創造薬物研究開発プラットフォームはBALB/c nude（無毛マウス）、NOD、C-NKGなどの様々な免疫不全マウス、免疫チェックポイントヒト化マウス、腫瘍細胞系移植モデル、ヒト腫瘍細胞株由来の異種移植（CDX）モデル、遺伝子修飾モデル及び表現型分析サービスを提供します。ご興味がありましたら、お気軽にご連絡ください。

参考文献:

1. Buzzatti G,Dellepiane C,Mastro L D.New emerging targets in cancer immunotherapy:the role of GITR[J].ESMO Open,2020,4(Suppl 3):e000738.

2. Riccardi C,Ronchetti S,Nocentini G.Glucocorticoid-induced TNFR-related gene(GITR)as a therapeutic target for immunotherapy[J].Expert opinion on therapeutic targets,2018,22(9):783-797.

3. Kim I K,Kim B S,Koh C H,et al.Glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor–related protein co-stimulation facilitates tumor regression by inducing IL-9–producing helper T cells[J].Nature medicine,2015,21(9):1010.

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