ヒト化免疫マウスによる臨床前免疫療法研究
ヒューマナイズド免疫系マウス（HISマウス）は、ヒトの免疫系成分をマウスに移植することで作製される動物モデルであり、部分的または完全にヒトの免疫系機能を再現することができる。HISマウスモデルは、ヒト造血幹細胞（HSC）、ヒト末梢血単核球（PBMC）、ヒト胸腺組織の移植、およびヒト脾臓やリンパ節組織の移植などの手法により構築される。
ヒトに対する直接的な実験が不可能な前臨床研究において、HISマウスはヒト免疫系の複雑さと多様性を模倣できる利点を有する。これにより、生体内でヒトの免疫反応を研究することが可能となる。したがって、HISマウスモデルは、免疫系が健康および疾患において果たす役割の解明、新しい免疫療法の開発、および薬剤の免疫毒性および有効性評価に不可欠なツールである。
HISマウスの創薬開発における応用
ヒューマナイズド免疫系マウス（HISマウス）を創薬開発に活用することで、さまざまな治療戦略に関する重要な知見が得られている。HISマウスは、免疫チェックポイント阻害剤（ICI）療法、バイスペシフィック抗体、がんワクチン、およびコンビネーション療法といった重要な免疫療法研究分野において、貴重な研究ツールとして実証されている。
1. 免疫チェックポイント阻害剤（ICI）療法の機能的検証
研究によると、パブリック・マウスに移植された骨肉腫腫瘍を用いたPBMCヒューマナイズドマウスにおいて、ニボルマブ（抗PD-1抗体）は腫瘍の増大に顕著な影響を示さないものの、肺転移の形成を部分的に抑制し、CD4+およびCD8+ T細胞の増加とCD8+ T細胞の細胞毒性の強化をもたらした。この結果は、進行性骨肉腫患者に対する抗PD-1療法の可能性を示唆している。
三重陰性乳癌（TNBC）のCDXおよびTNBCと非小細胞肺がん（NSCLC）のPDXモデルをHISマウスに移植し、別の抗PD-1抗体であるペムブロリズマブ（キイトルーダ）で治療したところ、腫瘍の増大が有意に遅延した。これは臨床観察と一致しており、ペムブロリズマブの効果はCD8+ T細胞によって媒介され、腫瘍に対する反応はHSCドナーの遺伝的背景に依存する。この結果は、臨床において抗PD-1抗体に対する患者間の反応の差異が観察される現象と一致している。
2. T細胞を標的とするバイスペシフィック抗体
T細胞を標的とするバイスペシフィック（TCB）抗体療法は、ヒトB細胞リンパ腫、胃がん、膵がんなどのヒューマナイズドマウスモデルにおいて、腫瘍の増大を抑制し、腫瘍浸潤T細胞を増加させた。ヒトB細胞リンパ腫を移植したHISマウスにおいて、バイスペシフィック抗体CD20-TCB（T細胞バイスペシフィック）の抗腫瘍効果が観察された。この効果は、迅速なT細胞-腫瘍細胞シナプス形成によって誘導され、腫瘍細胞の細胞死およびサイトカイン産生を引き起こす。TCBはT細胞におけるPD-1の発現を上昇させ、がん細胞およびT細胞におけるPD-L1の発現も促進する。モノセラピーと比較して、抗PD-L1抗体と併用した場合にTCBはより強力な抗腫瘍効果を示した。
3. 治療用がんワクチン
ヒトパピローマウイルス（HPV）の発がん性は、腫瘍内におけるHPVタンパク質E6およびE7の持続的発現に関連している。E6およびE7を標的とする治療用ワクチンの有効性について多数の臨床試験が行われているが、現在までに承認された製品は存在しない。新規の治療用ゴリラアデノウイルスHPVワクチンPRGN-2009は、ヒトHPV16+子宮頸がんを有するHISマウスにおいて、腫瘍の増大を抑制し、腫瘍微小環境内におけるCD8+およびCD4+ T細胞の増加を示し、臨床試験への応用を支持する可能性を示した。
Cyagenが独自開発した完全ヒューマナイズド免疫系マウス、huHSC-NKG-ProFにおいて、A375メラノーマ細胞を接種し、治療用がんワクチンを3回投与した。21日後、腫瘍抑制率は38%（p<0.01）に達した。in vitro実験では、huHSC-NKG-ProFマウスが抗原特異的T細胞を産生でき、IFN-γおよびテトラマーの検出が増加した。
- 製品名： huHSC-NKG-ProF
- 製品番号： C001543
- モデルの特徴： 完全ヒューマナイズド免疫系の再構成
- 免疫系再構成の詳細： 淋巴系由来T細胞、B細胞、NK細胞および骨髄系由来樹状細胞（DC）、単球、マクロファージ、好中球の再構成
- 再構成期間： 8週間でヒューマナイズド率が40～60％に達する
4. コンビネーション療法
推奨するヒューマナイズド免疫系マウスモデル
単純な免疫能を有するマウスは、特に免疫療法およびコンビネーション療法の開発において最適な前臨床モデルとは認められにくくなっている。そのため、ヒトの免疫系-腫瘍相互作用を再現できる動物モデルの導入は、研究価値が高まっている。
Cyagenは、独自開発のNKG重度免疫不全マウスにヒト末梢血単核球および造血幹細胞を移植することで、ヒューマナイズド免疫系マウスモデルを構築した。huHSC-NKGマウスは、複数の改良を経て開発されたものであり、新生児マウス技術を活用することで、多様なヒト免疫細胞の発達を可能にしている。特に、完全ヒューマナイズド免疫系マウスモデルであるhuHSC-NKG-ProFは、リンパ系由来細胞（T細胞、B細胞、NK細胞）および骨髄系由来細胞（樹状細胞（DC）、単球、マクロファージ、好中球）の再構成が可能である。
| マウス名 | プロジェクト期間 | 免疫系再構成状態 | 研究応用 |
|---|---|---|---|
| huPBMC-NKG | 移植後3週間でヒューマナイズド率40％以上を達成 | 主にT細胞（90％以上） | 腫瘍免疫学研究；GvHD防止薬研究；感染症研究；遺伝子治療；交差反応性のない薬剤ターゲット研究；免疫原性アッセイ |
| huHSC-NKG | 移植後8週間でヒューマナイズド率50％以上を達成 | 多様な免疫細胞の再構成 | 腫瘍研究；免疫学研究；自己免疫疾患研究；薬物代謝および毒性研究 |
| huHSC-NKG-hIL15 | 移植後3週目で迅速な再構成を達成 | 多様な免疫細胞の再構成、特にヒト由来NK細胞の効果的な再構成 | NK細胞発生機構の研究；NK細胞関連がん免疫療法の開発；抗体依存性NK細胞媒介細胞死（ADCC）研究；ヒト免疫および造血系の研究 |
| huHSC-NKG-ProF | 移植後8週間でヒューマナイズド率40～60％に達成 | リンパ系T細胞、B細胞、NK細胞および骨髄系樹状細胞（DC）、単球、マクロファージ、好中球の再構成 | 腫瘍免疫学研究；自己免疫疾患研究；薬物代謝および毒性研究 |
| huHSC-NKG-ProM | 移植後8週間でヒューマナイズド率40～60％に達成 | リンパ系T細胞およびB細胞、および骨髄系単球の再構成 | 腫瘍免疫学研究；自己免疫疾患研究；薬物代謝および毒性研究 |
| huHSC-NKG-ProN | 移植後8週間でヒューマナイズド率40～60％に達成 | リンパ系T細胞、B細胞、NK細胞の再構成 | 腫瘍免疫学研究；薬物代謝および毒性研究 |
参考文献
[1] Zheng, Bingxin., Zheng, Bingxin., Ren, Tingting., Ren, Tingting., and Huang, Yi.. "PD-1軸の筋骨格腫瘍における発現およびヒト化マウスモデルにおけるニボルマブの抗腫瘍効果." Journal of hematology & oncology 11.1(2018):16.
[2] Wang, Minan., Yao, Li-Chin., Cheng, Mingshan., Cai, Danying., and Martinek, Jan.. "ヒト化マウスを用いたPD-1標的がん免疫療法の有効性およびメカニズムの研究." FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology 32.3(2018):1537-1549.
[3] Sam, Johannes., Colombetti, Sara., Fauti, Tanja., Roller, Andreas., and Biehl, Marlene.. "T細胞バイスペシフィック抗体とPD-L1チェックポイント阻害の組み合わせは優れた抗腫瘍活性を誘導する." Frontiers in oncology 10:575737.
[4] Smalley Rumfield, Claire., Roller, Nicholas., Pellom, Samuel Troy., Schlom, Jeffrey., and Jochems, Caroline.. "HPV関連悪性腫瘍に対する治療用ワクチン." ImmunoTargets and therapy 9.
