JP2023552440A - アトラクチレノリドiを用いて癌細胞を免疫攻撃に対して感受性にする方法 - Google Patents
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Abstract
本開示は、癌性細胞をアトラクチレノリドI(ATT-I)と接触させることを含む、癌性細胞において免疫原性を誘導するか、または増大させる組成物および方法に関する。一部の実施形態において、方法は、癌性細胞を、ATT-Iと、癌治療剤と組み合わせて接触させることを含む。【選択図】図4B
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2020年12月7日出願の米国仮出願第63/122,232号の優先権を主張する。この出願の開示は、本明細書中で明示的に組み込まれる。
本出願は、2020年12月7日出願の米国仮出願第63/122,232号の優先権を主張する。この出願の開示は、本明細書中で明示的に組み込まれる。
電子的に提出される資料の参照による組込み
その全体が参照より組み込まれるのは、本出願と同時に提出されて、以下のように特定されるコンピュータ可読ヌクレオチド/アミノ酸配列表である:2021年10月28日作成の、「348382_ST25.txt」と命名した1キロバイトのACII(Text)ファイル。
その全体が参照より組み込まれるのは、本出願と同時に提出されて、以下のように特定されるコンピュータ可読ヌクレオチド/アミノ酸配列表である:2021年10月28日作成の、「348382_ST25.txt」と命名した1キロバイトのACII(Text)ファイル。
腫瘍細胞が腫瘍関連抗原(TAA)を発現するため、免疫系は、健康な細胞を腫瘍細胞から区別することができる。CD8+T細胞を介した免疫応答の文脈において、TAAの認識は、腫瘍細胞上でのMHC-Iを介したTAAの提示、およびCD8+T細胞上のT細胞受容体(TCR)との相互作用により起こる。この事象を損なうことで、CD8+T細胞媒介腫瘍細胞傷害性が最終的に減少または全滅することとなる。しかしながら、抗原提示の減少または喪失は、免疫認識および免疫破壊を逃れるために腫瘍細胞によって用いられる頻繁かつ必須の機構である。逆に言えば、抗原負荷MHC-I複合体の提示を癌細胞上で増大させることで、癌細胞はT細胞媒介死に対して感受性となる。
本開示は概して、癌細胞において免疫原性を増大させる方法に関する。より詳細には、本開示は、癌細胞をアトラクチレノリドIと接触させて、癌細胞によるMHC-I産生を促進して、癌細胞を認識かつ攻撃する免疫細胞の能力をもたらす方法に関する。
癌免疫治療技術において、大きな進歩があった一方、癌が自らを偽装して検出を回避する能力は、依然として問題である。本明細書中で記載されるのは、免疫細胞に対して容易に特定可能にする、癌細胞上での抗原プロセシングおよび提示を活性化する方法である。より詳細には、本開示は、癌細胞をアトラクチレノリドI(ATT-Iと称される)と接触させて、癌細胞を認識して攻撃する免疫細胞の能力を増強することを含む方法を提供する。
小分子ATT-Iの、癌細胞のプロテアソーム26Sサブユニット非ATPアーゼ4(PSMD4)への結合は、細胞の免疫プロテアソーム複合体の抗原プロセシング活性を増大させて、癌細胞上での主要組織適合性クラスI(MHC-I)媒介抗原提示を増強する。本質的には、癌細胞をATT-Iと接触させることによって、癌細胞はその表面上に抗原を発現し始めて、免疫細胞が癌細胞を認識して攻撃するのを可能にする。具体的に、本開示は、ATT-Iへの癌細胞の曝露の後に癌細胞を認識するCD8+T細胞の能力を増強することを記載する。
一部の態様において、本開示は、ATT-Iを、別の治療分子と組み合わせて用いて、腫瘍浸潤、およびCD8+T細胞細胞傷害性に対する感受性を増大させる方法を提供する。一実施形態において、癌細胞をATT-Iと接触させる方法が提供され、ATT-Iは、CD8+T細胞細胞傷害性に対する癌細胞の感受性を増大させる。一部の態様において、ATT-Iは、実質的に純粋、約98%純粋、約97%純粋、約96%、約95%純粋、または約90%純粋である。
一実施形態において、癌性細胞に対するCD8+T細胞細胞傷害性の有効性を増強する方法が提供され、当該方法は、前記癌性細胞をアトラクチレノリド(ATT-I)と接触させることを含む。一実施形態に従えば、癌性細胞は、ATT-Iを含む医薬組成物の投与によってインビボで接触する。一実施形態において、CD8+T細胞細胞傷害性の有効性を増強する方法は、ATT-Iを含む医薬組成物を、癌と診断された患者に、場合によってはチェックポイント阻害剤の投与と併せて、そして場合によっては抗癌免疫療法剤の投与と併せて、投与することを含む。一実施形態において、チェックポイント阻害剤は、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)またはプログラム死リガンド1(PD-L1)の阻害剤であり、癌性細胞は、結腸直腸癌(CRC)細胞である。
一実施形態において、癌細胞上での抗原負荷MHC-I複合体の提示を増大させる方法が提供され、当該方法は、前記癌細胞をATT-Iと接触させることを含み、場合によっては、癌細胞は、結腸直腸癌(CRC)細胞である。
一実施形態において、腫瘍を処置する方法が提供され、腫瘍の細胞は、1つまたは複数の追加の治療分子と組み合わせてATT-Iと接触し、例えば、1つまたは複数のチェックポイント阻害剤の投与を含む。一部の実施形態において、治療分子は、プログラム死-1(PD-1)阻害剤を含み、場合によっては、阻害剤は、アテゾリズマブ、デュルバルマブ、およびアベルマブから選択される。一部の実施形態において、治療分子は、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)またはプログラム死リガンド1(PD-L1)の阻害剤を含む。一部の実施形態において、腫瘍を、ATT-Iにより、CTLA-4および/またはPD-L1阻害剤と組み合わせて処置する方法が提供される。一実施形態において、癌を処置する方法が提供され、当該方法は、アトラクチレノリド(ATT-I)を含む医薬組成物を、癌と診断された患者に投与することを含む。一実施形態において、処置されることとなる癌は、固形腫瘍であり、場合によっては、癌は、結腸直腸癌(CRC)である。一実施形態に従えば、アトラクチレノリド(ATT-I)を含む医薬組成物は、抗癌免疫治療を受けている、癌と診断された患者に投与される。更なる実施形態において、ATT-Iを受ける患者はさらに、ATT-Iの投与と同時に、またはその前、またはその後に、チェックポイント阻害剤が投与され得、場合によっては、チェックポイント阻害剤は、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)またはプログラム死リガンド1(PD-L1)の阻害剤である。
一実施形態において、免疫細胞からの攻撃に対する癌細胞の感度を高める方法が提供され、当該方法は、癌細胞をATT-Iと接触させることを含む。一実施形態において、免疫細胞は、操作されたか、または本来のものであり、一実施形態において、免疫細胞はCD8+T細胞である。
MC38-OVA細胞のCD8+T細胞死滅に及ぼすATT-I処理の影響を、腫瘍細胞対T細胞の様々な比率の下で測定して、結果を図1Cに示す。データを、3件の独立した実験の平均±SDとして示す。統計分析を、二元配置ANOVAを用いて行った。図1Dは、5μMのATT-I(+)またはビヒクル対照DMSO(-)により前処理したMC38-WT細胞(レーン1および2)またはMC38-OVA細胞(レーン3~6)とのOT-I CD8+T細胞の共培養を用いて行ったCD8+T細胞死滅アッセイ由来のデータを示す。データは、3件の独立した実験の平均±SDとして示す。ATT-I(+)またはDMSO対照(-)により前処理したMC38-WT細胞(レーン1および2)またはMC38-OVA細胞(レーン3~6)とのOT-I T細胞の共培養後の上清におけるIFN-γ(図1E)およびTNF-α(図1F)のレベルを、ELISAによって判定した。データを、3件の独立した実験の平均±SDとして示す。統計分析を、二元配置ANOVAを用いて行った。**P<0.01;***P<0.001;****P<0.0001。
同上。
同上。
同上。
同上。
同上。
ATT-Iは、MC38腫瘍由来オルガノイドにおける抗原特異的T細胞応答を増強する。OT-I CD8+T細胞を、ATT-I処置のある、またはないC57BL/6マウスにおけるMC38由来腫瘍から生成した腫瘍オルガノイドと共培養した。図2は、3件の並列実験の平均±SDとして示すオルガノイドサイズの定量化を表すグラフである。オルガノイドのサイズを、Image Jソフトウェアを用いて投影面積(μm2)として測定した。統計分析を、二元配置ANOVAを用いて行った。**P<0.01;***P<0.001;****P<0.0001。
ATT-Iは、腫瘍細胞上での抗原提示を増強する。図1A~1Fは、フローサイトメトリ分析によって判定した、ATT-I(0、5、10、および30μM)により処理したMC38-OVA細胞(shNT対照(図3Aおよび3B)、shPsmd4(図3Cおよび3D)、およびshPsmd7(図3Eおよび3F))上でのH-2KbおよびH-2Kb-SIINFEKL(OVA)のMFI値を示すグラフである。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=2)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。HCT116細胞およびSW837細胞の表面上のHLA-A、B、Cを、免疫蛍光の3D共焦点イメージングによって分析した。細胞核を、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)によって染色した。定量的データを、3~4件の並列実験(n=3~4)の平均±SDとして(HCT116細胞について図3Gに、そしてSW837細胞について図3Hに)示す。対応のない両側t検定を、統計分析に用いた。図3Iは、MHC-I抗体を用いてMHC-I/TCR相互作用をブロックした後の、MC38 OVA+の細胞傷害性に及ぼすATT-Iの効果を実証するデータを示す(レーン1および4:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞;レーン2および5:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞;レーン3および6:ATT-I処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞)。具体的には、発明者らは、48時間の30μM ATT-Iあり、そしてなしでMC38 OVA+細胞を処理した。ラットIgG2aアイソタイプ対照および抗マウスMHCクラスI(H2)を用いて、細胞を一晩ブロックした。抗原特異的細胞傷害性を、フローサイトメトリによって分析した。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=4)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、腫瘍細胞上での抗原提示を増強する。図1A~1Fは、フローサイトメトリ分析によって判定した、ATT-I(0、5、10、および30μM)により処理したMC38-OVA細胞(shNT対照(図3Aおよび3B)、shPsmd4(図3Cおよび3D)、およびshPsmd7(図3Eおよび3F))上でのH-2KbおよびH-2Kb-SIINFEKL(OVA)のMFI値を示すグラフである。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=2)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。HCT116細胞およびSW837細胞の表面上のHLA-A、B、Cを、免疫蛍光の3D共焦点イメージングによって分析した。細胞核を、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)によって染色した。定量的データを、3~4件の並列実験(n=3~4)の平均±SDとして(HCT116細胞について図3Gに、そしてSW837細胞について図3Hに)示す。対応のない両側t検定を、統計分析に用いた。図3Iは、MHC-I抗体を用いてMHC-I/TCR相互作用をブロックした後の、MC38 OVA+の細胞傷害性に及ぼすATT-Iの効果を実証するデータを示す(レーン1および4:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞;レーン2および5:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞;レーン3および6:ATT-I処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞)。具体的には、発明者らは、48時間の30μM ATT-Iあり、そしてなしでMC38 OVA+細胞を処理した。ラットIgG2aアイソタイプ対照および抗マウスMHCクラスI(H2)を用いて、細胞を一晩ブロックした。抗原特異的細胞傷害性を、フローサイトメトリによって分析した。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=4)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、腫瘍細胞上での抗原提示を増強する。図1A~1Fは、フローサイトメトリ分析によって判定した、ATT-I(0、5、10、および30μM)により処理したMC38-OVA細胞(shNT対照(図3Aおよび3B)、shPsmd4(図3Cおよび3D)、およびshPsmd7(図3Eおよび3F))上でのH-2KbおよびH-2Kb-SIINFEKL(OVA)のMFI値を示すグラフである。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=2)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。HCT116細胞およびSW837細胞の表面上のHLA-A、B、Cを、免疫蛍光の3D共焦点イメージングによって分析した。細胞核を、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)によって染色した。定量的データを、3~4件の並列実験(n=3~4)の平均±SDとして(HCT116細胞について図3Gに、そしてSW837細胞について図3Hに)示す。対応のない両側t検定を、統計分析に用いた。図3Iは、MHC-I抗体を用いてMHC-I/TCR相互作用をブロックした後の、MC38 OVA+の細胞傷害性に及ぼすATT-Iの効果を実証するデータを示す(レーン1および4:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞;レーン2および5:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞;レーン3および6:ATT-I処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞)。具体的には、発明者らは、48時間の30μM ATT-Iあり、そしてなしでMC38 OVA+細胞を処理した。ラットIgG2aアイソタイプ対照および抗マウスMHCクラスI(H2)を用いて、細胞を一晩ブロックした。抗原特異的細胞傷害性を、フローサイトメトリによって分析した。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=4)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、腫瘍細胞上での抗原提示を増強する。図1A~1Fは、フローサイトメトリ分析によって判定した、ATT-I(0、5、10、および30μM)により処理したMC38-OVA細胞(shNT対照(図3Aおよび3B)、shPsmd4(図3Cおよび3D)、およびshPsmd7(図3Eおよび3F))上でのH-2KbおよびH-2Kb-SIINFEKL(OVA)のMFI値を示すグラフである。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=2)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。HCT116細胞およびSW837細胞の表面上のHLA-A、B、Cを、免疫蛍光の3D共焦点イメージングによって分析した。細胞核を、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)によって染色した。定量的データを、3~4件の並列実験(n=3~4)の平均±SDとして(HCT116細胞について図3Gに、そしてSW837細胞について図3Hに)示す。対応のない両側t検定を、統計分析に用いた。図3Iは、MHC-I抗体を用いてMHC-I/TCR相互作用をブロックした後の、MC38 OVA+の細胞傷害性に及ぼすATT-Iの効果を実証するデータを示す(レーン1および4:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞;レーン2および5:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞;レーン3および6:ATT-I処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞)。具体的には、発明者らは、48時間の30μM ATT-Iあり、そしてなしでMC38 OVA+細胞を処理した。ラットIgG2aアイソタイプ対照および抗マウスMHCクラスI(H2)を用いて、細胞を一晩ブロックした。抗原特異的細胞傷害性を、フローサイトメトリによって分析した。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=4)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、腫瘍細胞上での抗原提示を増強する。図1A~1Fは、フローサイトメトリ分析によって判定した、ATT-I(0、5、10、および30μM)により処理したMC38-OVA細胞(shNT対照(図3Aおよび3B)、shPsmd4(図3Cおよび3D)、およびshPsmd7(図3Eおよび3F))上でのH-2KbおよびH-2Kb-SIINFEKL(OVA)のMFI値を示すグラフである。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=2)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。HCT116細胞およびSW837細胞の表面上のHLA-A、B、Cを、免疫蛍光の3D共焦点イメージングによって分析した。細胞核を、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)によって染色した。定量的データを、3~4件の並列実験(n=3~4)の平均±SDとして(HCT116細胞について図3Gに、そしてSW837細胞について図3Hに)示す。対応のない両側t検定を、統計分析に用いた。図3Iは、MHC-I抗体を用いてMHC-I/TCR相互作用をブロックした後の、MC38 OVA+の細胞傷害性に及ぼすATT-Iの効果を実証するデータを示す(レーン1および4:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞;レーン2および5:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞;レーン3および6:ATT-I処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞)。具体的には、発明者らは、48時間の30μM ATT-Iあり、そしてなしでMC38 OVA+細胞を処理した。ラットIgG2aアイソタイプ対照および抗マウスMHCクラスI(H2)を用いて、細胞を一晩ブロックした。抗原特異的細胞傷害性を、フローサイトメトリによって分析した。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=4)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、腫瘍細胞上での抗原提示を増強する。図1A~1Fは、フローサイトメトリ分析によって判定した、ATT-I(0、5、10、および30μM)により処理したMC38-OVA細胞(shNT対照(図3Aおよび3B)、shPsmd4(図3Cおよび3D)、およびshPsmd7(図3Eおよび3F))上でのH-2KbおよびH-2Kb-SIINFEKL(OVA)のMFI値を示すグラフである。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=2)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。HCT116細胞およびSW837細胞の表面上のHLA-A、B、Cを、免疫蛍光の3D共焦点イメージングによって分析した。細胞核を、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)によって染色した。定量的データを、3~4件の並列実験(n=3~4)の平均±SDとして(HCT116細胞について図3Gに、そしてSW837細胞について図3Hに)示す。対応のない両側t検定を、統計分析に用いた。図3Iは、MHC-I抗体を用いてMHC-I/TCR相互作用をブロックした後の、MC38 OVA+の細胞傷害性に及ぼすATT-Iの効果を実証するデータを示す(レーン1および4:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞;レーン2および5:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞;レーン3および6:ATT-I処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞)。具体的には、発明者らは、48時間の30μM ATT-Iあり、そしてなしでMC38 OVA+細胞を処理した。ラットIgG2aアイソタイプ対照および抗マウスMHCクラスI(H2)を用いて、細胞を一晩ブロックした。抗原特異的細胞傷害性を、フローサイトメトリによって分析した。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=4)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、腫瘍細胞上での抗原提示を増強する。図1A~1Fは、フローサイトメトリ分析によって判定した、ATT-I(0、5、10、および30μM)により処理したMC38-OVA細胞(shNT対照(図3Aおよび3B)、shPsmd4(図3Cおよび3D)、およびshPsmd7(図3Eおよび3F))上でのH-2KbおよびH-2Kb-SIINFEKL(OVA)のMFI値を示すグラフである。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=2)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。HCT116細胞およびSW837細胞の表面上のHLA-A、B、Cを、免疫蛍光の3D共焦点イメージングによって分析した。細胞核を、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)によって染色した。定量的データを、3~4件の並列実験(n=3~4)の平均±SDとして(HCT116細胞について図3Gに、そしてSW837細胞について図3Hに)示す。対応のない両側t検定を、統計分析に用いた。図3Iは、MHC-I抗体を用いてMHC-I/TCR相互作用をブロックした後の、MC38 OVA+の細胞傷害性に及ぼすATT-Iの効果を実証するデータを示す(レーン1および4:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞;レーン2および5:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞;レーン3および6:ATT-I処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞)。具体的には、発明者らは、48時間の30μM ATT-Iあり、そしてなしでMC38 OVA+細胞を処理した。ラットIgG2aアイソタイプ対照および抗マウスMHCクラスI(H2)を用いて、細胞を一晩ブロックした。抗原特異的細胞傷害性を、フローサイトメトリによって分析した。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=4)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、腫瘍細胞上での抗原提示を増強する。図1A~1Fは、フローサイトメトリ分析によって判定した、ATT-I(0、5、10、および30μM)により処理したMC38-OVA細胞(shNT対照(図3Aおよび3B)、shPsmd4(図3Cおよび3D)、およびshPsmd7(図3Eおよび3F))上でのH-2KbおよびH-2Kb-SIINFEKL(OVA)のMFI値を示すグラフである。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=2)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。HCT116細胞およびSW837細胞の表面上のHLA-A、B、Cを、免疫蛍光の3D共焦点イメージングによって分析した。細胞核を、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)によって染色した。定量的データを、3~4件の並列実験(n=3~4)の平均±SDとして(HCT116細胞について図3Gに、そしてSW837細胞について図3Hに)示す。対応のない両側t検定を、統計分析に用いた。図3Iは、MHC-I抗体を用いてMHC-I/TCR相互作用をブロックした後の、MC38 OVA+の細胞傷害性に及ぼすATT-Iの効果を実証するデータを示す(レーン1および4:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞;レーン2および5:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞;レーン3および6:ATT-I処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞)。具体的には、発明者らは、48時間の30μM ATT-Iあり、そしてなしでMC38 OVA+細胞を処理した。ラットIgG2aアイソタイプ対照および抗マウスMHCクラスI(H2)を用いて、細胞を一晩ブロックした。抗原特異的細胞傷害性を、フローサイトメトリによって分析した。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=4)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、腫瘍細胞上での抗原提示を増強する。図1A~1Fは、フローサイトメトリ分析によって判定した、ATT-I(0、5、10、および30μM)により処理したMC38-OVA細胞(shNT対照(図3Aおよび3B)、shPsmd4(図3Cおよび3D)、およびshPsmd7(図3Eおよび3F))上でのH-2KbおよびH-2Kb-SIINFEKL(OVA)のMFI値を示すグラフである。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=2)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。HCT116細胞およびSW837細胞の表面上のHLA-A、B、Cを、免疫蛍光の3D共焦点イメージングによって分析した。細胞核を、4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)によって染色した。定量的データを、3~4件の並列実験(n=3~4)の平均±SDとして(HCT116細胞について図3Gに、そしてSW837細胞について図3Hに)示す。対応のない両側t検定を、統計分析に用いた。図3Iは、MHC-I抗体を用いてMHC-I/TCR相互作用をブロックした後の、MC38 OVA+の細胞傷害性に及ぼすATT-Iの効果を実証するデータを示す(レーン1および4:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞;レーン2および5:ビヒクル対照処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞;レーン3および6:ATT-I処理MC38 OVA+細胞プラスT細胞)。具体的には、発明者らは、48時間の30μM ATT-Iあり、そしてなしでMC38 OVA+細胞を処理した。ラットIgG2aアイソタイプ対照および抗マウスMHCクラスI(H2)を用いて、細胞を一晩ブロックした。抗原特異的細胞傷害性を、フローサイトメトリによって分析した。データは、平均±SEMとして示され、2件の独立実験(n=4)を表す。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、免疫性チェックポイント遮断免疫応答を増強する。図4A~4Cは、皮下C57BL/6マウスモデルにおけるMC38由来腫瘍の腫瘍増殖(図4A)および腫瘍容量(図4B)に及ぼす、ATT-I(毎日)および抗PD-1(3回/週、合計5回の注射)の効果を実証する。誤差バーは、SEM(群あたりn=10マウス)を表す。示すデータは、2件の独立実験を表す。統計分析を、二元配置ANOVA(図4A)および一元配置ANOVA(図4B)を用いて行った。摘出した腫瘍の写真を、図4Cに示す。スケールバー:1cm。生物発光イメージングを介して測定した、ATT-I(50mg/kg、毎日)および抗PD-1(200μg/マウス、3回/週、合計5回の注射)の、腫瘍増殖に、そして同所性MC38由来腫瘍モデル(ログランク検定)の生存期間、および生存率に及ぼす効果を、図4Dに示す。各群は5頭のマウスを含む。PSMD4ノックダウンがある、またはない、そして抗PD-1のみ、またはATT-Iとの抗PD-1(コンボ)により処理したMC38由来腫瘍の腫瘍増殖曲線を示すグラフを図4Eに示す。各群は6頭のマウスを含む。統計分析を、二元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001;****P<0.0001。
ATT-Iは、免疫性チェックポイント遮断免疫応答を増強する。図4A~4Cは、皮下C57BL/6マウスモデルにおけるMC38由来腫瘍の腫瘍増殖(図4A)および腫瘍容量(図4B)に及ぼす、ATT-I(毎日)および抗PD-1(3回/週、合計5回の注射)の効果を実証する。誤差バーは、SEM(群あたりn=10マウス)を表す。示すデータは、2件の独立実験を表す。統計分析を、二元配置ANOVA(図4A)および一元配置ANOVA(図4B)を用いて行った。摘出した腫瘍の写真を、図4Cに示す。スケールバー:1cm。生物発光イメージングを介して測定した、ATT-I(50mg/kg、毎日)および抗PD-1(200μg/マウス、3回/週、合計5回の注射)の、腫瘍増殖に、そして同所性MC38由来腫瘍モデル(ログランク検定)の生存期間、および生存率に及ぼす効果を、図4Dに示す。各群は5頭のマウスを含む。PSMD4ノックダウンがある、またはない、そして抗PD-1のみ、またはATT-Iとの抗PD-1(コンボ)により処理したMC38由来腫瘍の腫瘍増殖曲線を示すグラフを図4Eに示す。各群は6頭のマウスを含む。統計分析を、二元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001;****P<0.0001。
ATT-Iは、免疫性チェックポイント遮断免疫応答を増強する。図4A~4Cは、皮下C57BL/6マウスモデルにおけるMC38由来腫瘍の腫瘍増殖(図4A)および腫瘍容量(図4B)に及ぼす、ATT-I(毎日)および抗PD-1(3回/週、合計5回の注射)の効果を実証する。誤差バーは、SEM(群あたりn=10マウス)を表す。示すデータは、2件の独立実験を表す。統計分析を、二元配置ANOVA(図4A)および一元配置ANOVA(図4B)を用いて行った。摘出した腫瘍の写真を、図4Cに示す。スケールバー:1cm。生物発光イメージングを介して測定した、ATT-I(50mg/kg、毎日)および抗PD-1(200μg/マウス、3回/週、合計5回の注射)の、腫瘍増殖に、そして同所性MC38由来腫瘍モデル(ログランク検定)の生存期間、および生存率に及ぼす効果を、図4Dに示す。各群は5頭のマウスを含む。PSMD4ノックダウンがある、またはない、そして抗PD-1のみ、またはATT-Iとの抗PD-1(コンボ)により処理したMC38由来腫瘍の腫瘍増殖曲線を示すグラフを図4Eに示す。各群は6頭のマウスを含む。統計分析を、二元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001;****P<0.0001。
ATT-Iは、免疫性チェックポイント遮断免疫応答を増強する。図4A~4Cは、皮下C57BL/6マウスモデルにおけるMC38由来腫瘍の腫瘍増殖(図4A)および腫瘍容量(図4B)に及ぼす、ATT-I(毎日)および抗PD-1(3回/週、合計5回の注射)の効果を実証する。誤差バーは、SEM(群あたりn=10マウス)を表す。示すデータは、2件の独立実験を表す。統計分析を、二元配置ANOVA(図4A)および一元配置ANOVA(図4B)を用いて行った。摘出した腫瘍の写真を、図4Cに示す。スケールバー:1cm。生物発光イメージングを介して測定した、ATT-I(50mg/kg、毎日)および抗PD-1(200μg/マウス、3回/週、合計5回の注射)の、腫瘍増殖に、そして同所性MC38由来腫瘍モデル(ログランク検定)の生存期間、および生存率に及ぼす効果を、図4Dに示す。各群は5頭のマウスを含む。PSMD4ノックダウンがある、またはない、そして抗PD-1のみ、またはATT-Iとの抗PD-1(コンボ)により処理したMC38由来腫瘍の腫瘍増殖曲線を示すグラフを図4Eに示す。各群は6頭のマウスを含む。統計分析を、二元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001;****P<0.0001。
ATT-Iは、免疫性チェックポイント遮断免疫応答を増強する。図4A~4Cは、皮下C57BL/6マウスモデルにおけるMC38由来腫瘍の腫瘍増殖(図4A)および腫瘍容量(図4B)に及ぼす、ATT-I(毎日)および抗PD-1(3回/週、合計5回の注射)の効果を実証する。誤差バーは、SEM(群あたりn=10マウス)を表す。示すデータは、2件の独立実験を表す。統計分析を、二元配置ANOVA(図4A)および一元配置ANOVA(図4B)を用いて行った。摘出した腫瘍の写真を、図4Cに示す。スケールバー:1cm。生物発光イメージングを介して測定した、ATT-I(50mg/kg、毎日)および抗PD-1(200μg/マウス、3回/週、合計5回の注射)の、腫瘍増殖に、そして同所性MC38由来腫瘍モデル(ログランク検定)の生存期間、および生存率に及ぼす効果を、図4Dに示す。各群は5頭のマウスを含む。PSMD4ノックダウンがある、またはない、そして抗PD-1のみ、またはATT-Iとの抗PD-1(コンボ)により処理したMC38由来腫瘍の腫瘍増殖曲線を示すグラフを図4Eに示す。各群は6頭のマウスを含む。統計分析を、二元配置ANOVAを用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001;****P<0.0001。
ATT-Iは、細胞傷害性Tリンパ球の腫瘍浸潤リンパ球および抗腫瘍活性を増強する。マウスに、MC38細胞の同所性盲腸壁移植を受けさせて、ATT-1、PD-1抗体、または組合せにより処置して、腫瘍を、質量サイトメトリ(CyTOF)を用いる腫瘍微環境の分析用に28日後に摘出した。同所性MC38腫瘍を、移植の28日後に外科的に摘出して、単一の細胞に解離して、金属同位体コンジュゲート抗体により染色した。免疫プロファイルを、CyTOF(26個のマーカー)を介して評価して、Cytobankプラットフォームを用いて分析した。viSNE分析を実行してから、viSNE上のSPADEを、免疫細胞集団のオーバーレイドクラスタリングについて評価した。図5Aは、盲腸壁移植した腫瘍(各群においてn=5)の代表的なMC38重量を示すグラフである。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。Cytobankにより分析した結腸直腸癌腫瘍内のCD45+浸潤免疫細胞内の異なる免疫細胞集団(n=5)のパーセンテージを、表1に示す。皮下MC38腫瘍が確立されると、マウスを、図5B~5Dに示すように、7つの群にランダムに割り当てて、処置した。B細胞、CD4+T細胞、およびCD8+T細胞の枯渇後の、腫瘍増殖(図5Bおよび図5C)および腫瘍容量(図5D)に及ぼすATT-I(50mg/kg、毎日)および抗PD-1(3回/週、合計5回の注射)処置の効果(n=6)。Isoは、アイソタイプ対照抗体を示す。誤差バーはSEMを表し、統計分析を、二元配置ANOVA(EおよびF)および一元配置ANOVA(G)を用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、細胞傷害性Tリンパ球の腫瘍浸潤リンパ球および抗腫瘍活性を増強する。マウスに、MC38細胞の同所性盲腸壁移植を受けさせて、ATT-1、PD-1抗体、または組合せにより処置して、腫瘍を、質量サイトメトリ(CyTOF)を用いる腫瘍微環境の分析用に28日後に摘出した。同所性MC38腫瘍を、移植の28日後に外科的に摘出して、単一の細胞に解離して、金属同位体コンジュゲート抗体により染色した。免疫プロファイルを、CyTOF(26個のマーカー)を介して評価して、Cytobankプラットフォームを用いて分析した。viSNE分析を実行してから、viSNE上のSPADEを、免疫細胞集団のオーバーレイドクラスタリングについて評価した。図5Aは、盲腸壁移植した腫瘍(各群においてn=5)の代表的なMC38重量を示すグラフである。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。Cytobankにより分析した結腸直腸癌腫瘍内のCD45+浸潤免疫細胞内の異なる免疫細胞集団(n=5)のパーセンテージを、表1に示す。皮下MC38腫瘍が確立されると、マウスを、図5B~5Dに示すように、7つの群にランダムに割り当てて、処置した。B細胞、CD4+T細胞、およびCD8+T細胞の枯渇後の、腫瘍増殖(図5Bおよび図5C)および腫瘍容量(図5D)に及ぼすATT-I(50mg/kg、毎日)および抗PD-1(3回/週、合計5回の注射)処置の効果(n=6)。Isoは、アイソタイプ対照抗体を示す。誤差バーはSEMを表し、統計分析を、二元配置ANOVA(EおよびF)および一元配置ANOVA(G)を用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、細胞傷害性Tリンパ球の腫瘍浸潤リンパ球および抗腫瘍活性を増強する。マウスに、MC38細胞の同所性盲腸壁移植を受けさせて、ATT-1、PD-1抗体、または組合せにより処置して、腫瘍を、質量サイトメトリ(CyTOF)を用いる腫瘍微環境の分析用に28日後に摘出した。同所性MC38腫瘍を、移植の28日後に外科的に摘出して、単一の細胞に解離して、金属同位体コンジュゲート抗体により染色した。免疫プロファイルを、CyTOF(26個のマーカー)を介して評価して、Cytobankプラットフォームを用いて分析した。viSNE分析を実行してから、viSNE上のSPADEを、免疫細胞集団のオーバーレイドクラスタリングについて評価した。図5Aは、盲腸壁移植した腫瘍(各群においてn=5)の代表的なMC38重量を示すグラフである。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。Cytobankにより分析した結腸直腸癌腫瘍内のCD45+浸潤免疫細胞内の異なる免疫細胞集団(n=5)のパーセンテージを、表1に示す。皮下MC38腫瘍が確立されると、マウスを、図5B~5Dに示すように、7つの群にランダムに割り当てて、処置した。B細胞、CD4+T細胞、およびCD8+T細胞の枯渇後の、腫瘍増殖(図5Bおよび図5C)および腫瘍容量(図5D)に及ぼすATT-I(50mg/kg、毎日)および抗PD-1(3回/週、合計5回の注射)処置の効果(n=6)。Isoは、アイソタイプ対照抗体を示す。誤差バーはSEMを表し、統計分析を、二元配置ANOVA(EおよびF)および一元配置ANOVA(G)を用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
ATT-Iは、細胞傷害性Tリンパ球の腫瘍浸潤リンパ球および抗腫瘍活性を増強する。マウスに、MC38細胞の同所性盲腸壁移植を受けさせて、ATT-1、PD-1抗体、または組合せにより処置して、腫瘍を、質量サイトメトリ(CyTOF)を用いる腫瘍微環境の分析用に28日後に摘出した。同所性MC38腫瘍を、移植の28日後に外科的に摘出して、単一の細胞に解離して、金属同位体コンジュゲート抗体により染色した。免疫プロファイルを、CyTOF(26個のマーカー)を介して評価して、Cytobankプラットフォームを用いて分析した。viSNE分析を実行してから、viSNE上のSPADEを、免疫細胞集団のオーバーレイドクラスタリングについて評価した。図5Aは、盲腸壁移植した腫瘍(各群においてn=5)の代表的なMC38重量を示すグラフである。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。Cytobankにより分析した結腸直腸癌腫瘍内のCD45+浸潤免疫細胞内の異なる免疫細胞集団(n=5)のパーセンテージを、表1に示す。皮下MC38腫瘍が確立されると、マウスを、図5B~5Dに示すように、7つの群にランダムに割り当てて、処置した。B細胞、CD4+T細胞、およびCD8+T細胞の枯渇後の、腫瘍増殖(図5Bおよび図5C)および腫瘍容量(図5D)に及ぼすATT-I(50mg/kg、毎日)および抗PD-1(3回/週、合計5回の注射)処置の効果(n=6)。Isoは、アイソタイプ対照抗体を示す。誤差バーはSEMを表し、統計分析を、二元配置ANOVA(EおよびF)および一元配置ANOVA(G)を用いて行った。*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
免疫チェックポイント遮断療法と組み合わせてATT-Iにより処置したマウス結腸直腸腫瘍の単細胞RNA-seq分析の図である。同所性移植MC38由来腫瘍を有するC57BL/6マウスを、ビヒクル対照、ATT-I(50mg/kg、毎日)、抗PD-1(3回/週、合計5回)、またはATT-I+抗PD-1コンボにより処置した。腫瘍を、最初の処置の2週後に収集した(5つの腫瘍サンプルを、アーム単位でプールした)。細胞型を、知られているマーカー遺伝子の発現レベルによって評価して、選択した免疫細胞型における機能マーカー遺伝子の遺伝子発現プロファイルを分析した。様々な条件由来のCD8+エフェクターT細胞におけるT細胞活性化および細胞傷害性マーカー遺伝子の平均発現レベルを図6Aに示す。ドットサイズは、各条件のCD8+エフェクターT細胞の割合(y軸)を、選択した遺伝子の発現レベル(強度によって示す)(x軸)と共に特徴付ける。図6Bは、各条件下でのCD8+エフェクターT細胞の細胞傷害性スコアの分布を提供する。各細胞の細胞傷害性レベルを、CD8+Tマーカー遺伝子Prf1、Ifng、Tnf、Pdcd1、Sla2、およびCd8aの平均発現レベルによって推測する。y軸は、細胞傷害性スコアを表す。コンボ対抗PD-1(P=1.121×10-6);コンボ対ATT-I(P=0.0024)。統計分析を、対応のない両側t検定を用いて行った。
免疫チェックポイント遮断療法と組み合わせてATT-Iにより処置したマウス結腸直腸腫瘍の単細胞RNA-seq分析の図である。同所性移植MC38由来腫瘍を有するC57BL/6マウスを、ビヒクル対照、ATT-I(50mg/kg、毎日)、抗PD-1(3回/週、合計5回)、またはATT-I+抗PD-1コンボにより処置した。腫瘍を、最初の処置の2週後に収集した(5つの腫瘍サンプルを、アーム単位でプールした)。細胞型を、知られているマーカー遺伝子の発現レベルによって評価して、選択した免疫細胞型における機能マーカー遺伝子の遺伝子発現プロファイルを分析した。様々な条件由来のCD8+エフェクターT細胞におけるT細胞活性化および細胞傷害性マーカー遺伝子の平均発現レベルを図6Aに示す。ドットサイズは、各条件のCD8+エフェクターT細胞の割合(y軸)を、選択した遺伝子の発現レベル(強度によって示す)(x軸)と共に特徴付ける。図6Bは、各条件下でのCD8+エフェクターT細胞の細胞傷害性スコアの分布を提供する。各細胞の細胞傷害性レベルを、CD8+Tマーカー遺伝子Prf1、Ifng、Tnf、Pdcd1、Sla2、およびCd8aの平均発現レベルによって推測する。y軸は、細胞傷害性スコアを表す。コンボ対抗PD-1(P=1.121×10-6);コンボ対ATT-I(P=0.0024)。統計分析を、対応のない両側t検定を用いて行った。
ATT-Iは、CRC患者由来腫瘍オルガノイドにおける自己由来T細胞応答を増強する。患者由来オルガノイド(PDO)を、ATT-Iの存在下または不在下で、自己由来CD8+T細胞と共培養した。8人の異なる患者由来の平均±SDとして示すオルガノイドサイズの定量化(PDO1~PDO8;図7A~7Hに示す)。オルガノイドのサイズを、Image Jソフトウェアを用いて投影面積(μm2)として測定した。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。
ATT-Iは、CRC患者由来腫瘍オルガノイドにおける自己由来T細胞応答を増強する。患者由来オルガノイド(PDO)を、ATT-Iの存在下または不在下で、自己由来CD8+T細胞と共培養した。8人の異なる患者由来の平均±SDとして示すオルガノイドサイズの定量化(PDO1~PDO8;図7A~7Hに示す)。オルガノイドのサイズを、Image Jソフトウェアを用いて投影面積(μm2)として測定した。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。
ATT-Iは、CRC患者由来腫瘍オルガノイドにおける自己由来T細胞応答を増強する。患者由来オルガノイド(PDO)を、ATT-Iの存在下または不在下で、自己由来CD8+T細胞と共培養した。8人の異なる患者由来の平均±SDとして示すオルガノイドサイズの定量化(PDO1~PDO8;図7A~7Hに示す)。オルガノイドのサイズを、Image Jソフトウェアを用いて投影面積(μm2)として測定した。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。
ATT-Iは、CRC患者由来腫瘍オルガノイドにおける自己由来T細胞応答を増強する。患者由来オルガノイド(PDO)を、ATT-Iの存在下または不在下で、自己由来CD8+T細胞と共培養した。8人の異なる患者由来の平均±SDとして示すオルガノイドサイズの定量化(PDO1~PDO8;図7A~7Hに示す)。オルガノイドのサイズを、Image Jソフトウェアを用いて投影面積(μm2)として測定した。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。
ATT-Iは、CRC患者由来腫瘍オルガノイドにおける自己由来T細胞応答を増強する。患者由来オルガノイド(PDO)を、ATT-Iの存在下または不在下で、自己由来CD8+T細胞と共培養した。8人の異なる患者由来の平均±SDとして示すオルガノイドサイズの定量化(PDO1~PDO8;図7A~7Hに示す)。オルガノイドのサイズを、Image Jソフトウェアを用いて投影面積(μm2)として測定した。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。
ATT-Iは、CRC患者由来腫瘍オルガノイドにおける自己由来T細胞応答を増強する。患者由来オルガノイド(PDO)を、ATT-Iの存在下または不在下で、自己由来CD8+T細胞と共培養した。8人の異なる患者由来の平均±SDとして示すオルガノイドサイズの定量化(PDO1~PDO8;図7A~7Hに示す)。オルガノイドのサイズを、Image Jソフトウェアを用いて投影面積(μm2)として測定した。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。
ATT-Iは、CRC患者由来腫瘍オルガノイドにおける自己由来T細胞応答を増強する。患者由来オルガノイド(PDO)を、ATT-Iの存在下または不在下で、自己由来CD8+T細胞と共培養した。8人の異なる患者由来の平均±SDとして示すオルガノイドサイズの定量化(PDO1~PDO8;図7A~7Hに示す)。オルガノイドのサイズを、Image Jソフトウェアを用いて投影面積(μm2)として測定した。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。
ATT-Iは、CRC患者由来腫瘍オルガノイドにおける自己由来T細胞応答を増強する。患者由来オルガノイド(PDO)を、ATT-Iの存在下または不在下で、自己由来CD8+T細胞と共培養した。8人の異なる患者由来の平均±SDとして示すオルガノイドサイズの定量化(PDO1~PDO8;図7A~7Hに示す)。オルガノイドのサイズを、Image Jソフトウェアを用いて投影面積(μm2)として測定した。統計分析を、一元配置ANOVAを用いて行った。
図8Aおよび図8Bは、MC38-OVA細胞のCD8+T細胞死滅に及ぼすイカリイン処理の効果を、示された腫瘍細胞対T細胞の様々な比率の下で測定したことを示す図である。データを、3件の独立実験の平均±SDとして示す。統計分析を、二元配置ANOVA検定を用いて行った。
定義
本発明を説明して特許請求する際に、以下の専門用語が、以下に示される定義に従って用いられることとなる。
本発明を説明して特許請求する際に、以下の専門用語が、以下に示される定義に従って用いられることとなる。
本明細書中で用いられる用語「約」は、明示される値または値の範囲よりも10パーセント大きいか、または小さいことを意味するが、あらゆる値または値の範囲を、このより広い定義にのみ限定することは意図されない。また、用語「約」の後の各値または値の範囲は、明示される絶対値または値の範囲の実施形態を包含することが意図される。
本明細書中で用いられる用語「精製された」および類似の用語は、本来の、または天然の環境において分子または化合物と通常付随する混入物が実質的にない形態での分子または化合物の単離に関する。本明細書中で用いられる用語「精製された」は、絶対的な純度を必要としない;むしろ、相対的な定義として意図される。
用語「単離された」は、言及される材料が、その最初の環境(例えば、天然に存在するならば、自然環境)から取り出されていることを必要とする。例えば、生きている動物内に存在する、天然に存在するポリヌクレオチドは、単離されてないが、天然系における共存材料の一部もしくは全てから分離されている同ポリヌクレオチドは、単離されている。
本明細書中で用いられる用語「薬学的に許容される担体」は、あらゆる標準的な医薬担体、例えば、リン酸緩衝生理食塩水溶液、水、エマルジョン、例えば油/水または水/油エマルジョン、および種々のタイプの湿潤剤を含む。また、当該用語は、ヒトが挙げられる動物に用いられる、米国連邦政府の規制機関によって承認されているか、またはUS Pharmacopeiaに記載されているあらゆる剤を包含する。
本明細書中で用いられる用語「処置すること」は、特定の障害もしくは症状と関連する徴候の緩和、および/または前記徴候の予防もしくは除外を含む。
本明細書中で用いられる、薬物の「有効な」量または「治療的に有効な量」は、非毒性であるが、所望の効果を実現するのに十分な薬物を指す。「有効な」量は、対象毎に、または対象内ですら時間外に、個体の年齢および全身状態、投与方法等に応じて変動することとなる。ゆえに、正確な「有効な量」を特定することは、常に可能なわけではない。しかしながら、個々のあらゆる場合において適切な「有効な」量は、ルーチンの実験を用いて当業者によって決定され得る。
本明細書中で用いられる、薬物の「有効な」量または「治療的に有効な量」は、非毒性であるが、所望の効果を実現するのに十分な薬物を指す。「有効な」量は、対象毎に、または対象内ですら時間外に、個体の年齢および全身状態、投与方法等に応じて変動することとなる。ゆえに、正確な「有効な量」を特定することは、常に可能なわけではない。しかしながら、個々のあらゆる場合において適切な「有効な」量は、ルーチンの実験を用いて当業者によって決定され得る。
本明細書中で用いられる、更なる表示のない用語「患者」は、医師の管理の有無に拘わらず治療処置を受けている、あらゆる温血脊椎家畜動物(例えば、家畜、ウマ、ネコ、イヌ、および他のペットが挙げられるがこれらに限定されない)およびヒトを包含することが意図される。
用語「阻害する」は、活性、応答、症状、疾患、または他の生物学的パラメータの低下を定める。これとして、活性、応答、症状、または疾患の完全な除去が挙げられ得るが、これらに限定されない。これはまた、例えば、本来のレベルまたは対照レベルと比較して、活性、応答、症状、または疾患の10%の引下げを含み得る。ゆえに、引下げは、本来のレベルまたは対照レベルと比較した、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100%、またはそれらの間の任意の量の引下げであり得る。
詳細な説明
そうでないと定められない限り、本明細書中で用いられる全ての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術における当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中に記載されるものと類似しているか、または等しいあらゆる方法および材料が、本開示の実施または試験に用いられ得るが、好ましい方法および材料は、以下に記載される。
そうでないと定められない限り、本明細書中で用いられる全ての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術における当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中に記載されるものと類似しているか、または等しいあらゆる方法および材料が、本開示の実施または試験に用いられ得るが、好ましい方法および材料は、以下に記載される。
一実施形態に従えば、式Iの一般的な構造の化合物を含む医薬組成物が提供される:
一実施形態において、組成物は、精製されたアトラクチレノリドIを含む。一実施形態において、組成物はさらに、1つまたは複数の免疫チェックポイント阻害剤、例えば、抗PD-1、抗PD-L1、または抗CTLA-4抗体と組み合わされる。一実施形態において、式Iの化合物を含む組成物は、抗癌免疫療法処置と併せて、癌患者に投与される。一実施形態において、処置されることとなる癌は、例えば結腸直腸癌が挙げられる固形腫瘍癌である。
一部の実施形態において、癌細胞を小分子と接触させることを含む方法が教示され、小分子はATT-Iを含み、癌細胞は、CD8+T細胞の細胞傷害性効果に対する感度がより高められる。
一部の実施形態において、ATT-Iは単独で提供される。一部の実施形態において、ATT-Iは、実質的に純粋、約98%純粋、約97%純粋、約96%純粋、約95%純粋、約94%純粋、約93%純粋、約92%純粋、約91%純粋、または約90%純粋である。
一部の実施形態において、ATT-Iは、他の治療薬、抗体、または小分子と組み合わせて提供される。一部の実施形態において、他の治療薬として、PD-1、PD-L1、またはCTLA-4が挙げられる。これらの実施形態において、PD-1、PD-L1、またはCTLA-4は、部分的に、CD8+T細胞が癌細胞を破壊するのを補助するのに有用である。
一部の実施形態において、癌細胞は、腫瘍を形成することができる。一部の実施形態において、癌細胞は腎臓癌に由来する。一部の実施形態において、癌細胞は結腸癌に由来する。
本明細書中で用いられる用語「感度を高めること」は、ATT-Iとの接触の後に、癌細胞が、CD8+T細胞によって認識されることができる量で抗原を産生かつ提示し始めることを意味する。
イカリインの化学構造は、以下の通りである:
ビオカニンAの化学構造は、以下の通りである:
4つの生物学的に異なる細胞培養体を調製して、2つをDMSOで処理し(対照)、2つをATT-Iで処理した(処理)。各細胞ペレットの溶解の後に、結果として生じたタンパク質溶液を、6つの同一のアリコート(50μL)に分けて、本方法に記載するように、6つの温度点(35.0;45.3;50.1;55.2;60.7;および74.9℃)にて3分間平衡化した。次に、各チューブの結果として生じた変性タンパク質をペレット化して、上清画分を、以下の手順に順番に供した:タンパク質分解消化(トリプシン/Lys-Cベース)、様々なアイソバリックタグ(TMT:Tandem Mass Tag)によるペプチド標識化、混合、および高pH溶媒ベースの逆相分画。全ての画分を、本方法に記載するように、nanoLC-MS/MSを用いて分析した。全ての生じたファイルを、実施例に記載するように、タンパク質存在量の値を特定かつ定量化するためにMaxQuantソフトウェアスイート1.6.0.16を、そしてシグモイドタンパク質溶融曲線を生成するためにJMP(登録商標)Pro 14.0.0(64ビット)を用いて分析して、以降のデータ分析により、ATT-Iの潜在的標的をスクリーンアウトした。
本開示は、以下の非限定的な実施例を考慮すると、より完全に理解されるであろう。
実施例1 研究設計
本研究の最初の目的は、CD8+T細胞媒介細胞傷害性に対する結腸直腸癌(CRC)細胞の応答性を増大させるハーバル医薬品由来の天然の小分子化合物を特定することであった。2つの基準をスクリーンに用いた:1)候補薬物は、腫瘍およびT細胞に及ぼす毒性がないか、または最小であり、特徴が化学療法薬物とは異なり;2)候補薬物は、腫瘍細胞に対するCD8+T細胞の細胞傷害性に力を与える。594種の化合物のライブラリから、これらの2つの基準を満たすアトラクチレノリドI(ATT-I)を特定した。2D共培養および3D腫瘍オルガノイドモデルを用いて、CD8+T細胞の抗腫瘍活性に及ぼすATT-Iの影響を判定するためのインビトロT細胞細胞傷害性アッセイを行った。結腸直腸癌細胞におけるATT-Iの分子標的を特定するために、質量分析ベースの細胞サーマルシフトシフトアッセイ(CETSA)を、DMSOまたはATT-I(5.0μM)で処理したMC38腫瘍細胞の溶解物中の13,000個を超えるタンパク質に行った。
実施例1 研究設計
本研究の最初の目的は、CD8+T細胞媒介細胞傷害性に対する結腸直腸癌(CRC)細胞の応答性を増大させるハーバル医薬品由来の天然の小分子化合物を特定することであった。2つの基準をスクリーンに用いた:1)候補薬物は、腫瘍およびT細胞に及ぼす毒性がないか、または最小であり、特徴が化学療法薬物とは異なり;2)候補薬物は、腫瘍細胞に対するCD8+T細胞の細胞傷害性に力を与える。594種の化合物のライブラリから、これらの2つの基準を満たすアトラクチレノリドI(ATT-I)を特定した。2D共培養および3D腫瘍オルガノイドモデルを用いて、CD8+T細胞の抗腫瘍活性に及ぼすATT-Iの影響を判定するためのインビトロT細胞細胞傷害性アッセイを行った。結腸直腸癌細胞におけるATT-Iの分子標的を特定するために、質量分析ベースの細胞サーマルシフトシフトアッセイ(CETSA)を、DMSOまたはATT-I(5.0μM)で処理したMC38腫瘍細胞の溶解物中の13,000個を超えるタンパク質に行った。
免疫プロテアソームの機能的構成要素であるPsmd4を、ATT-Iの最も可能性がある結合標的の1つと特定した。Psmd4とのATT-Iの相互作用を、マイクロスケール熱泳動(MST)結合アッセイによって確認した。免疫プロテアソーム活性に及ぼすATT-I処置の効果を、構成的26Sプロテアソームおよび特定の免疫プロテアソームについての異なるプロテアーゼ基質を用いて試験した。ATT-I処置が免疫チェックポイント遮断療法の有効性を増強するかを試験するために、免疫応答性マウスにおける同系腫瘍モデルを、(C57BL/6マウス内の)MC38細胞および(BALB/cマウス内の)CT26細胞の皮下同所性盲腸壁移植を用いて確立した。
全ての動物研究は、Indiana University School of Medicine committee on animal care(protocol#11269)によって承認され、そして施設および国家の方針に従って行われた。腫瘍移植の7日後に、マウスを4つの異なる処置群:ビヒクル対照、ATT-I(50mg/kg、毎日)、PD-1抗体(200μg/マウス、3回/週、合計5回)、およびATT-I+PD-1コンボにランダムに割り当てた。皮下腫瘍増殖を、研究のエンドポイントでのサイズおよび腫瘍重量によって監視した。同所性腫瘍増殖を、ルシフェリンの腹腔内注入後のIVISスペクトルを用いるインビボ生物発光腫瘍イメージングによって監視した。次に、CRC腫瘍における免疫プロファイルに及ぼすATT-I処置の効果を、CyTOFによって分析した。
ATT-Iの抗腫瘍効果の原因となる免疫細胞型をさらに判定するために、CD4+T細胞(抗CD4)、CD8+T細胞(抗CD8)、B細胞(抗CD20)、または対照(アイソタイプ抗体)の枯渇によるインビボ実験を行った。ATT-Iの主な効果がCD8+T細胞により媒介されたので、発明者らは次に、対照、ATT-I、PD-1抗体、またはATT-I+PD-1コンボにより処置したマウス由来の結腸直腸腫瘍サンプルのscRNA-seq分析を用いて、CD8+T細胞機能を各条件下でさらに評価した。scRNA-seqデータのt-SNEプロット分析法では、腫瘍内の細胞の種類を、その遺伝子発現シグネチャーによって評価した。最後に、ATT-Iによる腫瘍オルガノイドの処理が、自己由来CD8+T細胞の細胞傷害性に影響を与えるかを判定するために、ヒト患者CRCサンプル由来の患者由来腫瘍オルガノイド(PDO)を確立した。PDOを、予め活性化された自己由来CD8+T細胞と共培養した。スフェロイド解離およびT細胞細胞傷害性を、PDOのサイズおよび数、ならびに腫瘍細胞死によって評価した。
実施例2 マウスおよび細胞株
6~8週齢のC57BL/6およびBALB/cマウスを、Jackson Laboratoryから購入して、病原体フリーな条件の下で収容した。OT-Iマウス(C57BL/6-Tg(TcraTcrb)1100Mjb/J)を、Jackson Laboratoryから購入して、社内で繁殖した。全てのマウスを、Indiana University School of Medicineの動物施設内に収容した。全ての手順を、Indiana University Institutional Animal Careの承認およびUse Committeeプロトコールに従って実行した。MC38細胞株を、Dr.Patrick Hwu,MD Anderson Cancer Centerから得て、CT26、SW837、およびHCT116細胞株をATCCから得た。MC38、HCT116、およびSW837細胞を、10%胎仔ウシ血清(FBS、Sigma-Aldrich)および1%ペニシリン-ストレプトマイシン溶液(10,000ユニット/mlペニシリン+10,000μg/mlストレプトマイシン、HyClone)を補充したDMEM培地内で維持した。CT26細胞を、10%胎仔ウシ血清および1%ペニシリン-ストレプトマイシン溶液を補充したRPMI培地内で維持した。細胞株を、5%CO2入りの加湿インキュベータ内で37℃にて培養した。
6~8週齢のC57BL/6およびBALB/cマウスを、Jackson Laboratoryから購入して、病原体フリーな条件の下で収容した。OT-Iマウス(C57BL/6-Tg(TcraTcrb)1100Mjb/J)を、Jackson Laboratoryから購入して、社内で繁殖した。全てのマウスを、Indiana University School of Medicineの動物施設内に収容した。全ての手順を、Indiana University Institutional Animal Careの承認およびUse Committeeプロトコールに従って実行した。MC38細胞株を、Dr.Patrick Hwu,MD Anderson Cancer Centerから得て、CT26、SW837、およびHCT116細胞株をATCCから得た。MC38、HCT116、およびSW837細胞を、10%胎仔ウシ血清(FBS、Sigma-Aldrich)および1%ペニシリン-ストレプトマイシン溶液(10,000ユニット/mlペニシリン+10,000μg/mlストレプトマイシン、HyClone)を補充したDMEM培地内で維持した。CT26細胞を、10%胎仔ウシ血清および1%ペニシリン-ストレプトマイシン溶液を補充したRPMI培地内で維持した。細胞株を、5%CO2入りの加湿インキュベータ内で37℃にて培養した。
実施例3 試薬
以下の抗体を用いた:S5a/PSMD4(3336S、Cell Signaling)および抗β-アクチン(sc-8432、Santa Cruz)が挙げられるウェスタンブロッティング抗体;抗ヒトHLA-A、B、C(ab70328、Abcam)および抗EGFR(#4267、Cell Signaling)が挙げられる免疫蛍光染色抗体;抗CD8a(98941S、Cell Signaling)、抗F4/80(70076S、Cell Signaling)、および抗CD4(25229S、Cell Signaling)が挙げられる免疫組織化学染色抗体;H2kb-PerCPCy5.5(Clone AF6-88.5;Biolegend)、CD45-BV605(Clone 30-F11;Biolegend)、TCRβ-PE/Cy7(Clone H57-597;Biolegend)、CD11b-eFluor450(Clone M1/70;eBioscience)、CD4-AF700(Clone GK1.5;Biolegend)、CD8-APC/Cy7(Clone 53-6.7;Biolegend)、7-AAD(Biolegend)、H-2kd-APC(Clone SF1-1.1;Biolegend)、アイソタイプマウスIgG2a-APC(Clone MOPC-173、Biolegend)、およびHLA-A、B、C-APC/Cy7(Clone W6/32、Biolegend)が挙げられるフローサイトメトリ抗体;抗マウスPD1(clone RMP1-14;BE0146)、抗マウスCD4(clone GK1.5;BE0003-1)、ラットIgG2aアイソタイプ対照(Clone 2A3、BE0089)、抗CD20(Clone AISB12、BE0302)、抗CD8(Clone 53-6.72;BE0004-1)が挙げられるBioXCell抗体。抗体の希釈を、pH7.0希釈バッファ(BioXcell)を用いて行った。ATT-I(B20054;CAS#73069-13-3)を、Yuanye Biotechnology Co.(China)から購入した。
以下の抗体を用いた:S5a/PSMD4(3336S、Cell Signaling)および抗β-アクチン(sc-8432、Santa Cruz)が挙げられるウェスタンブロッティング抗体;抗ヒトHLA-A、B、C(ab70328、Abcam)および抗EGFR(#4267、Cell Signaling)が挙げられる免疫蛍光染色抗体;抗CD8a(98941S、Cell Signaling)、抗F4/80(70076S、Cell Signaling)、および抗CD4(25229S、Cell Signaling)が挙げられる免疫組織化学染色抗体;H2kb-PerCPCy5.5(Clone AF6-88.5;Biolegend)、CD45-BV605(Clone 30-F11;Biolegend)、TCRβ-PE/Cy7(Clone H57-597;Biolegend)、CD11b-eFluor450(Clone M1/70;eBioscience)、CD4-AF700(Clone GK1.5;Biolegend)、CD8-APC/Cy7(Clone 53-6.7;Biolegend)、7-AAD(Biolegend)、H-2kd-APC(Clone SF1-1.1;Biolegend)、アイソタイプマウスIgG2a-APC(Clone MOPC-173、Biolegend)、およびHLA-A、B、C-APC/Cy7(Clone W6/32、Biolegend)が挙げられるフローサイトメトリ抗体;抗マウスPD1(clone RMP1-14;BE0146)、抗マウスCD4(clone GK1.5;BE0003-1)、ラットIgG2aアイソタイプ対照(Clone 2A3、BE0089)、抗CD20(Clone AISB12、BE0302)、抗CD8(Clone 53-6.72;BE0004-1)が挙げられるBioXCell抗体。抗体の希釈を、pH7.0希釈バッファ(BioXcell)を用いて行った。ATT-I(B20054;CAS#73069-13-3)を、Yuanye Biotechnology Co.(China)から購入した。
実施例4 腫瘍移植および処置
盲腸内のMC38結腸直腸癌細胞の同所性注射のために、マウスを麻酔して、腹部周りをシェービングした。盲腸を露出させるために、発明者らは、皮膚および筋肉を小さく切開した。ルシフェラーゼを発現するMC38細胞を、30ゲージ針を用いて、2×105個の細胞を含有する50μl PBSの最終容量で注射した。盲腸をマウス内に再配置して、創傷を、外科的縫合および創傷クリップを用いて閉じた。皮下腫瘍実験のために、1×105個のMC38細胞または5×104個のCT26細胞を、30ゲージ針を用いて50μl PBSの最終容量で注射した。マウスを、腫瘍移植の7日後に、異なる群にランダムに割り当てた。抗PD1またはアイソタイプ対照処置を、200μg/マウスにて合計5回の注射について、1週あたり3回、腹膜内に施した。ATT-Iを、50mg/体重kgにて毎日、腹膜内に投与した。枯渇実験について、抗CD4、抗CD8、抗CD20、およびアイソタイプ抗体を、1週あたり3回投与した。抗体を、腫瘍細胞接種の2日前に投与して、注射を、実験の終わりまで続けた。同所性腫瘍増殖を、15mg/mlルシフェリン(カリウムルシフェリン;Gold Biotechnology,MO,USA)の200μlの腹腔内注入後に、IVISスペクトルを用いるインビボ生物発光腫瘍イメージングによって監視した。蛍光シグナルを、基質投与の15分後に得た。
盲腸内のMC38結腸直腸癌細胞の同所性注射のために、マウスを麻酔して、腹部周りをシェービングした。盲腸を露出させるために、発明者らは、皮膚および筋肉を小さく切開した。ルシフェラーゼを発現するMC38細胞を、30ゲージ針を用いて、2×105個の細胞を含有する50μl PBSの最終容量で注射した。盲腸をマウス内に再配置して、創傷を、外科的縫合および創傷クリップを用いて閉じた。皮下腫瘍実験のために、1×105個のMC38細胞または5×104個のCT26細胞を、30ゲージ針を用いて50μl PBSの最終容量で注射した。マウスを、腫瘍移植の7日後に、異なる群にランダムに割り当てた。抗PD1またはアイソタイプ対照処置を、200μg/マウスにて合計5回の注射について、1週あたり3回、腹膜内に施した。ATT-Iを、50mg/体重kgにて毎日、腹膜内に投与した。枯渇実験について、抗CD4、抗CD8、抗CD20、およびアイソタイプ抗体を、1週あたり3回投与した。抗体を、腫瘍細胞接種の2日前に投与して、注射を、実験の終わりまで続けた。同所性腫瘍増殖を、15mg/mlルシフェリン(カリウムルシフェリン;Gold Biotechnology,MO,USA)の200μlの腹腔内注入後に、IVISスペクトルを用いるインビボ生物発光腫瘍イメージングによって監視した。蛍光シグナルを、基質投与の15分後に得た。
実施例5 CyTOFサンプルプロセシングおよびデータ分析
腫瘍を切り出して、2mm×2mmのピースに手でカットした。続いて、マウス腫瘍解離キットおよびGentleMACS Dissociator(Miltenyi Biotec)を用いて、メーカーの手順に従って、酵素的および機械的に解離させた。さらに、細胞を、100ミクロンフィルタ(BD Falcon)を用いて濾過した。遠心分離の後に、赤血球を溶解させて(Biolegend)、中和して、洗浄して、自家製のCyTOFバッファ(0.5%BSAおよび0.02%アジドを含有する低温PBS)中に再懸濁させた。サンプル毎に、1.5×106個の細胞を用いた。CyTOFデータを、Cytobankプラットフォーム(36)を用いるviSNE分析を介して評価した。viSNE分析により、t分布型確率的近傍埋込み(tSNE)アルゴリズムのBarnes-Hutインプリメンテーションを用いる二次元での高次元解析の視覚化が可能となる。発明者らは、繰返し7500、パープレキシティ30、およびシータ0.5の比例サンプリングにより、サンプルにviSNE分析を行った。このviSNE分析に関して、発明者らは、SPADEクラスタリングを実行した。続いて、細胞集団を、選択したマーカーに基づいて、SPADE樹上でマニュアルでゲーティングした。この後、これらのクラスタリングされた細胞集団を、viSNE上で、オーバレイされたプロットとして視覚化した。
腫瘍を切り出して、2mm×2mmのピースに手でカットした。続いて、マウス腫瘍解離キットおよびGentleMACS Dissociator(Miltenyi Biotec)を用いて、メーカーの手順に従って、酵素的および機械的に解離させた。さらに、細胞を、100ミクロンフィルタ(BD Falcon)を用いて濾過した。遠心分離の後に、赤血球を溶解させて(Biolegend)、中和して、洗浄して、自家製のCyTOFバッファ(0.5%BSAおよび0.02%アジドを含有する低温PBS)中に再懸濁させた。サンプル毎に、1.5×106個の細胞を用いた。CyTOFデータを、Cytobankプラットフォーム(36)を用いるviSNE分析を介して評価した。viSNE分析により、t分布型確率的近傍埋込み(tSNE)アルゴリズムのBarnes-Hutインプリメンテーションを用いる二次元での高次元解析の視覚化が可能となる。発明者らは、繰返し7500、パープレキシティ30、およびシータ0.5の比例サンプリングにより、サンプルにviSNE分析を行った。このviSNE分析に関して、発明者らは、SPADEクラスタリングを実行した。続いて、細胞集団を、選択したマーカーに基づいて、SPADE樹上でマニュアルでゲーティングした。この後、これらのクラスタリングされた細胞集団を、viSNE上で、オーバレイされたプロットとして視覚化した。
実施例6 マイクロスケール熱泳動分析
精製したPsmd4タンパク質を、Alexa-647(Thermo Fisher、A20173)により標識した。化合物を、1nM~500uMの間で、一定の量のAlexa-647標識Psmd4に滴定した。サンプルを、測定前の10分間、室温にてインキュベートした。結合アッセイを、20mMトリス、100mM NaCl、および0.02%Tween-20入りバッファ中で実行した。NanoTemper Monolith Instrument(NT.115)を、熱泳動を測定するのに用いた。標準的なキャピラリ(cat#K002、Nanotemper)を実験に用いた。化合物の存在下でのタンパク質の熱泳動を、30秒間分析した。測定を、室温にて実行した。
精製したPsmd4タンパク質を、Alexa-647(Thermo Fisher、A20173)により標識した。化合物を、1nM~500uMの間で、一定の量のAlexa-647標識Psmd4に滴定した。サンプルを、測定前の10分間、室温にてインキュベートした。結合アッセイを、20mMトリス、100mM NaCl、および0.02%Tween-20入りバッファ中で実行した。NanoTemper Monolith Instrument(NT.115)を、熱泳動を測定するのに用いた。標準的なキャピラリ(cat#K002、Nanotemper)を実験に用いた。化合物の存在下でのタンパク質の熱泳動を、30秒間分析した。測定を、室温にて実行した。
実施例7 三次元タンパク質構造分析
PyMolグラフィックプログラムを用いて、三次元構造を表した。Schrodinger創薬パッケージを用いて、ATT-IとPsmd4間の共有結合複合体の構造を予測した。Schrodinger内のMaestroモジュールを用いて、タンパク質構造をプロセシングした。水素原子を加えて、イオン性残基のプロトン化状態をpro-pKaによって割り当てた。構造は、エネルギーを最小にした。CovDockモジュールを、Psmd4へのATT-Iの共有結合性ドッキングに用いた。
PyMolグラフィックプログラムを用いて、三次元構造を表した。Schrodinger創薬パッケージを用いて、ATT-IとPsmd4間の共有結合複合体の構造を予測した。Schrodinger内のMaestroモジュールを用いて、タンパク質構造をプロセシングした。水素原子を加えて、イオン性残基のプロトン化状態をpro-pKaによって割り当てた。構造は、エネルギーを最小にした。CovDockモジュールを、Psmd4へのATT-Iの共有結合性ドッキングに用いた。
実施例8 マウスおよびヒト患者由来の腫瘍オルガノイドの生成
MC38 OVA腫瘍およびヒト結腸直腸癌サンプル(認可された施設のプロトコールおよび患者の同意を用いて得た)を、小さなピース(3mm×3mm)にカットして、MACS Dissociator(Miltenyi Biotec)を用いて小さなピースにプロセシングして、それぞれマウスまたはヒト腫瘍単離キットを用いて、メーカーのガイドライン(Miltenyi biotec)に従って、単一の細胞に消化した。単離した細胞を、1%ペニシリン-ストレプトマイシンおよび150U/mlマウスIL2(#575402、Biolegend)またはヒトIL2(#589102、Biolegend)を補充したF12/DMEM、10%FBS培地により一晩培養した。オルガノイドを生成するために、接着細胞を収集した。また、ヒト臨床サンプルについて、CD8+T細胞を、抗ヒトCD8+T細胞ビーズによって富化して、ヒトT-アクティベータCD3/CD28 Dynabeads(Milenyi Biotec)によって刺激した。CD8+T細胞を、F12/DMEM、10%FBS培地内で消費した。接着細胞を、結腸直腸腫瘍オルガノイドの生成用に報告されている(37)、10%Matrigel Basement Membrane Matrix(Corning、356255)を含有するHICSマイナスWnt培地内で、2×105個の細胞/mlの濃度で懸濁させた。細胞を、超低接着表面(Corning)を有する6ウェル培養プレート内に、1ウェルあたり2mlの総容量で播種した。細胞を1週間培養して、オルガノイドを生成した。2~3日毎に、培地を、2つのウェル内に同じ容量で加えて分けた。直径70~150μmのマウスオルガノイドを、70μm、そして続いて150μmの細胞ストレーナ(70μm、Fisher Scientific、#07201431;150μm、pluriStrainer、#43-50150-03)によって順番に濾過した。MC38 OVAオルガノイドを、48時間、薬物あり、そしてなしで処理してから、OT-Iマウスから単離したCD3/CD28ビーズ活性化CD8+T細胞と24時間共培養した。患者由来の腫瘍オルガノイドを、自己由来CD8+T細胞と共培養した。オルガノイドを光学顕微鏡下で画像化して、単一の細胞に消化して、フローサイトメトリによって分析した。オルガノイドサイズを、image Jソフトウェア1.50eを用いて分析した。
MC38 OVA腫瘍およびヒト結腸直腸癌サンプル(認可された施設のプロトコールおよび患者の同意を用いて得た)を、小さなピース(3mm×3mm)にカットして、MACS Dissociator(Miltenyi Biotec)を用いて小さなピースにプロセシングして、それぞれマウスまたはヒト腫瘍単離キットを用いて、メーカーのガイドライン(Miltenyi biotec)に従って、単一の細胞に消化した。単離した細胞を、1%ペニシリン-ストレプトマイシンおよび150U/mlマウスIL2(#575402、Biolegend)またはヒトIL2(#589102、Biolegend)を補充したF12/DMEM、10%FBS培地により一晩培養した。オルガノイドを生成するために、接着細胞を収集した。また、ヒト臨床サンプルについて、CD8+T細胞を、抗ヒトCD8+T細胞ビーズによって富化して、ヒトT-アクティベータCD3/CD28 Dynabeads(Milenyi Biotec)によって刺激した。CD8+T細胞を、F12/DMEM、10%FBS培地内で消費した。接着細胞を、結腸直腸腫瘍オルガノイドの生成用に報告されている(37)、10%Matrigel Basement Membrane Matrix(Corning、356255)を含有するHICSマイナスWnt培地内で、2×105個の細胞/mlの濃度で懸濁させた。細胞を、超低接着表面(Corning)を有する6ウェル培養プレート内に、1ウェルあたり2mlの総容量で播種した。細胞を1週間培養して、オルガノイドを生成した。2~3日毎に、培地を、2つのウェル内に同じ容量で加えて分けた。直径70~150μmのマウスオルガノイドを、70μm、そして続いて150μmの細胞ストレーナ(70μm、Fisher Scientific、#07201431;150μm、pluriStrainer、#43-50150-03)によって順番に濾過した。MC38 OVAオルガノイドを、48時間、薬物あり、そしてなしで処理してから、OT-Iマウスから単離したCD3/CD28ビーズ活性化CD8+T細胞と24時間共培養した。患者由来の腫瘍オルガノイドを、自己由来CD8+T細胞と共培養した。オルガノイドを光学顕微鏡下で画像化して、単一の細胞に消化して、フローサイトメトリによって分析した。オルガノイドサイズを、image Jソフトウェア1.50eを用いて分析した。
実施例9 Psmd4タンパク質の発現および精製
pGEX-6P-1ベクターを用いて、組換えタンパク質GST-Psmd4をクローニングした。Mouser PSMD4 cDNA断片(NM_001330692.2.)を増幅して、pGEX-6P-1ベクター(Addgene)中にライゲートした。組換えタンパク質を得るために、pGEX-6P-1/PSMD4を、大腸菌(E.coli)BL21(DE)(BioLab、UK)中に形質転換した。ポジティブクローンをLB培地中で、37℃にてOD600が約0.6に達するまで培養した。イソプロピルβ-d-1-チオガラクトピラノシド(IPTG、Sigma)を用いて、1mMの最終濃度でタンパク質発現を37℃にて5時間誘導した。細胞を収集して、結合バッファ(140mM NaCl、2.7mM KCl、10mM Na2HPO4、1.8mM KH2PO4、pH7.3)中に懸濁させた。細胞を30分間の超音波処理によって溶解させてから、細胞片を12,000rpm、4℃、20分間の遠心分離によって除去した。上清を収集して、メーカーの説明書に従って、Glutathione Sepharose 4 FFカラム(Sigma、USA)にアプライして、組換えタンパク質を精製した。GST-タグを、Prescissionプロテアーゼ(Sigma、USA)によって消化して、タグなしPsmd4タンパク質を精製した。
pGEX-6P-1ベクターを用いて、組換えタンパク質GST-Psmd4をクローニングした。Mouser PSMD4 cDNA断片(NM_001330692.2.)を増幅して、pGEX-6P-1ベクター(Addgene)中にライゲートした。組換えタンパク質を得るために、pGEX-6P-1/PSMD4を、大腸菌(E.coli)BL21(DE)(BioLab、UK)中に形質転換した。ポジティブクローンをLB培地中で、37℃にてOD600が約0.6に達するまで培養した。イソプロピルβ-d-1-チオガラクトピラノシド(IPTG、Sigma)を用いて、1mMの最終濃度でタンパク質発現を37℃にて5時間誘導した。細胞を収集して、結合バッファ(140mM NaCl、2.7mM KCl、10mM Na2HPO4、1.8mM KH2PO4、pH7.3)中に懸濁させた。細胞を30分間の超音波処理によって溶解させてから、細胞片を12,000rpm、4℃、20分間の遠心分離によって除去した。上清を収集して、メーカーの説明書に従って、Glutathione Sepharose 4 FFカラム(Sigma、USA)にアプライして、組換えタンパク質を精製した。GST-タグを、Prescissionプロテアーゼ(Sigma、USA)によって消化して、タグなしPsmd4タンパク質を精製した。
実施例10 CD8+T細胞傷害性アッセイ
成熟した細胞傷害性T細胞(CTL)を生成するために、脾細胞をOT-Iマウスから単離して、2ng/ml IL-2の存在下で5μg/ml OVA257-264(S7951-1MG、Sigma)により3日間刺激した。続いて、T細胞を遠心分離して、2ng/mlマウスIL2、10%FBS、および1%PSを含有するRPMI1640培地中で培養した。CD8+T細胞の細胞傷害性を測定するために、50,000個の富化CD8+T細胞を、96ウェルプレート内で、MC38-OVA細胞と5:1、1:1、または1:5の比率にて混合した。ATT-Iを、共培養の48時間前に、MC38細胞またはCD8+T細胞に加えた。発明者らは、腫瘍細胞とのT細胞の6時間の共培養の後に、ルシフェラーゼ(#E1910、Dual-Luciferase(登録商標)Reporter Assay System、Promega)の活性を測定することによって、死滅効率を評価した。
成熟した細胞傷害性T細胞(CTL)を生成するために、脾細胞をOT-Iマウスから単離して、2ng/ml IL-2の存在下で5μg/ml OVA257-264(S7951-1MG、Sigma)により3日間刺激した。続いて、T細胞を遠心分離して、2ng/mlマウスIL2、10%FBS、および1%PSを含有するRPMI1640培地中で培養した。CD8+T細胞の細胞傷害性を測定するために、50,000個の富化CD8+T細胞を、96ウェルプレート内で、MC38-OVA細胞と5:1、1:1、または1:5の比率にて混合した。ATT-Iを、共培養の48時間前に、MC38細胞またはCD8+T細胞に加えた。発明者らは、腫瘍細胞とのT細胞の6時間の共培養の後に、ルシフェラーゼ(#E1910、Dual-Luciferase(登録商標)Reporter Assay System、Promega)の活性を測定することによって、死滅効率を評価した。
実施例11 PSMD4 shRNA、および安定したPSMD4ノックダウンのあるMC38細胞
2つのPSMD4 shRNAを、PSMD4ノックダウンに用いた:
PSMD4 shRNA #1:
5’-CCGGTTATAGAACAGGGTCACATTGCTCGAGCAATGTGACCCTGTT CTATAATTTTTG-3’(配列番号1)。
2つのPSMD4 shRNAを、PSMD4ノックダウンに用いた:
PSMD4 shRNA #1:
5’-CCGGTTATAGAACAGGGTCACATTGCTCGAGCAATGTGACCCTGTT CTATAATTTTTG-3’(配列番号1)。
PSMD4 shRNA #2:
5’-CCGGGTGAATGTTGACATCATTAATCTCGAGATTAATGATGTCAAC ATTCACTTTTTG-3’(配列番号2)。
5’-CCGGGTGAATGTTGACATCATTAATCTCGAGATTAATGATGTCAAC ATTCACTTTTTG-3’(配列番号2)。
レンチウイルスPSMD4 shRNAをMC38細胞中に形質導入した。感染の48時間後に、MC38細胞を、2μg/mlピューロマイシンを加えて培養して、生存した細胞を、単一のコロニーになるまで増殖させた。そこから、PSMD4の安定したノックダウンのあるコロニー(PSMD4発現は、q-PCRによって判定した)をインビボ選択した。
実施例12 免疫プロテアソームアッセイ
免疫プロテアソーム活性蛍光定量アッセイ(UBPBio、Cat J4170)を用いて、発明者らは、DMSO対照または5μM ATT-I処理により処理したMC38およびMC38-PSMD4loss腫瘍細胞のキモトリプシン様活性、トリプシン様活性、およびカスパーゼ様活性を判定した。処理の24時間後、細胞可溶化物を得た。各基質に対する曝露によるそれぞれの免疫プロテアソーム開裂能力を、360nmの励起および460nmの放射波長にて検出されるAMC蛍光を用いて判定した。インキュベーション期間および基質を、メーカーのガイドラインに従って用いた。
免疫プロテアソーム活性蛍光定量アッセイ(UBPBio、Cat J4170)を用いて、発明者らは、DMSO対照または5μM ATT-I処理により処理したMC38およびMC38-PSMD4loss腫瘍細胞のキモトリプシン様活性、トリプシン様活性、およびカスパーゼ様活性を判定した。処理の24時間後、細胞可溶化物を得た。各基質に対する曝露によるそれぞれの免疫プロテアソーム開裂能力を、360nmの励起および460nmの放射波長にて検出されるAMC蛍光を用いて判定した。インキュベーション期間および基質を、メーカーのガイドラインに従って用いた。
実施例13 免疫蛍光
以前に記載されるように(38)、免疫蛍光を実行した。手短に言えば、細胞(ウェルあたり5×103個)を、Millicell EZ 8ウェルグラススライドに播種して、一晩培養して、PBSによりリンスして、4%パラホルムアルデヒド(PFA)により室温にて10分間固定した。固定した細胞を、0.5%トリトンX-100/PBSと共にインキュベートして、0.2%BSA/PBSによりブロックした。続いて、細胞を、一次抗体(抗HLA-A、B、C)と4℃にて一晩、その後Alexa Fluor 488コンジュゲートヤギ抗マウスIgG抗体(希釈1:300)と室温にて1時間インキュベートした。DAPI(Sigma-Aldrich)染色を、抗体染色後に実行した。サンプルを、封入剤(Sigma-Aldrich)でマウントして、Leica TCS SP8(直立高速多光子)共焦点イメージング系を用いて蛍光画像をとった。3Dモデルを、Imaris x64 8.1.2ソフトウェアにより構築して、分析した。3Dイメージングについては、Imaris顕微鏡観察画像分析ソフトウェアv8.0を用いて、3Dモデルを構築した。
以前に記載されるように(38)、免疫蛍光を実行した。手短に言えば、細胞(ウェルあたり5×103個)を、Millicell EZ 8ウェルグラススライドに播種して、一晩培養して、PBSによりリンスして、4%パラホルムアルデヒド(PFA)により室温にて10分間固定した。固定した細胞を、0.5%トリトンX-100/PBSと共にインキュベートして、0.2%BSA/PBSによりブロックした。続いて、細胞を、一次抗体(抗HLA-A、B、C)と4℃にて一晩、その後Alexa Fluor 488コンジュゲートヤギ抗マウスIgG抗体(希釈1:300)と室温にて1時間インキュベートした。DAPI(Sigma-Aldrich)染色を、抗体染色後に実行した。サンプルを、封入剤(Sigma-Aldrich)でマウントして、Leica TCS SP8(直立高速多光子)共焦点イメージング系を用いて蛍光画像をとった。3Dモデルを、Imaris x64 8.1.2ソフトウェアにより構築して、分析した。3Dイメージングについては、Imaris顕微鏡観察画像分析ソフトウェアv8.0を用いて、3Dモデルを構築した。
実施例14 単一細胞RNA配列決定(scRNA-seq)分析
腫瘍の単一細胞懸濁液を、CyTOFサンプルについて調製する。この後、単一細胞を、以下について染色した:CD45-BV605、TCRβ-PE/Cy7、CD11b-eF450、CD4-AF700、CD8-APC/Cy7、および7-AAD。生存可能な(7-AADネガティブ)単一細胞を、CD45+、CD11b-、TCRβ+としてソートした。ソートしたサンプルを直ぐに、scRNA配列決定のために、サンプル調製のためのコア施設に提出した。下流scRNA配列決定用のライブラリを、3’v2ライブラリ調製キットを用いて、メーカーのプロトコール(10X genomics)に従って構築する。増幅および正規化の後に、インデックスバーコードを有するcDNAを、NovaSeq 6000(Illumina)にロードして、これによって配列決定した。
腫瘍の単一細胞懸濁液を、CyTOFサンプルについて調製する。この後、単一細胞を、以下について染色した:CD45-BV605、TCRβ-PE/Cy7、CD11b-eF450、CD4-AF700、CD8-APC/Cy7、および7-AAD。生存可能な(7-AADネガティブ)単一細胞を、CD45+、CD11b-、TCRβ+としてソートした。ソートしたサンプルを直ぐに、scRNA配列決定のために、サンプル調製のためのコア施設に提出した。下流scRNA配列決定用のライブラリを、3’v2ライブラリ調製キットを用いて、メーカーのプロトコール(10X genomics)に従って構築する。増幅および正規化の後に、インデックスバーコードを有するcDNAを、NovaSeq 6000(Illumina)にロードして、これによって配列決定した。
Cell Ranger(10X Genomics)を利用することによって、遺伝子発現カウントマトリックスの検索のために、配列決定データを逆多重化して、mm10ゲノムにマッッピングした。特に明記しない限り、これらのマトリックスの下流分析を、Seurat(V3.1)によって行った。細胞フィルタリングは、全てのサンプルについて、2つの基準に従う:1)単一細胞内のRNAの検出数は、500を超えるべきである、2)単一細胞内に検出されるミトコンドリア遺伝子のパーセンテージは、15%を超えるべきでない。各サンプル由来の残りの細胞を統合して、対数正規化した。SeuratのPhenoGraphを用いて、解析度セット0.5で細胞をクラスター化した。低次元t-SNE視覚化を、パープレキシティセッティング30で正規化転写発現プロファイルを用いるRtsneパッケージによってコンピュータで行った。各細胞クラスターを、SeuratのFindAllMarkers機能によって見出されるマーカー遺伝子によって注釈する。続いて、Heatmapを、対数正規化発現レベルにより描く。発明者らはさらに、ドット視覚化による代表的な遺伝子上のT細胞活性化および細胞傷害性レベルを調べた。各コードのカラーコードは、異なるサンプル由来の相対平均発現レベルを表し、各ドットのサイズは、サンプル内の発現細胞のパーセンテージを表す。各細胞の細胞傷害性レベルを評価するために、発明者らは、6つの細胞傷害性CD8+T細胞マーカー遺伝子、すなわち:Prf1、Ifng、Tnf、Pdcd1、Sla2、およびCd8aの平均発現レベルを用いた。各細胞における各細胞傷害性マーカー遺伝子の有意な発現を、左側切断混合ガウスモデルを用いることによって、コンピュータで求めた。発現される細胞傷害性遺伝子が有意なCD8+エフェクターT細胞を、6つの遺伝子中の少なくとも3つが有意に発現されるCD8+エフェクターT細胞によって定義し、その割合をさらにコンピュータで求めた。
実施例15 溶融温度(Tm)シフトを用いてMC38細胞内のATT-Iの潜在的標的を特定するための質量分析(MS)ベースの細胞サーマルシフトシフトアッセイ(CETSA)
高スループット様式でATT-Iについての潜在的結合標的に関してスクリーニングするために、細胞の2つの群を、それらのタンパク質レベル温度依存性の変性プロファイルについて、群毎に2つの生物学的に異なる反復細胞培養を用いて比較した。簡潔に、2つの群は、1)DMSO処理対照MC38細胞;および2)ATT-I(5.0μM)処理MC38細胞であった。サンプル調製、質量分析、バイオインフォマティクス、およびデータ評価を、以下に記載するIndiana University School of Medicine MethodsのProteomics Core Facilityと協力して実行した。手短に言えば、以前に公開された報告(39~43)、およびベンダー提供のプロトコールからの改作物であった。
高スループット様式でATT-Iについての潜在的結合標的に関してスクリーニングするために、細胞の2つの群を、それらのタンパク質レベル温度依存性の変性プロファイルについて、群毎に2つの生物学的に異なる反復細胞培養を用いて比較した。簡潔に、2つの群は、1)DMSO処理対照MC38細胞;および2)ATT-I(5.0μM)処理MC38細胞であった。サンプル調製、質量分析、バイオインフォマティクス、およびデータ評価を、以下に記載するIndiana University School of Medicine MethodsのProteomics Core Facilityと協力して実行した。手短に言えば、以前に公開された報告(39~43)、およびベンダー提供のプロトコールからの改作物であった。
実施例16 細胞溶解およびタンパク質アッセイ
細胞溶解について、フレッシュな溶媒系(10mL)を、最初に、50mM HEPES、200mM NaCl、10mM MgCl2、5mMβ-グリセロホスファート、0.1mM活性化オルトバナジン酸ナトリウム、2mM TCEP(トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィンヒドロクロリド)、および1×EDTAフリーのプロテアーゼ阻害剤(cOmplete Mini、Roche)を含むように調製した。続いて、ペレット化した細胞を、1.5mLマイクロチューブ(Diagende Inc.の超音波処理用のTPXプラスチック)内に含有されるこの溶媒バッファ系(800μL)内に結集した。次に、結集した細胞を、Bioruptor(登録商標)超音波処理系(Diagende)を4℃の低温水浴内で15分間の30秒/30秒の各オン/オフサイクルで用いる超音波処理に供した。各サンプルの総タンパク質濃度を、Bradfordタンパク質アッセイを用いて判定した。続いて、全ての溶解物を、以降の温度処理のために2μg/μlのタンパク質濃度に希釈した。
細胞溶解について、フレッシュな溶媒系(10mL)を、最初に、50mM HEPES、200mM NaCl、10mM MgCl2、5mMβ-グリセロホスファート、0.1mM活性化オルトバナジン酸ナトリウム、2mM TCEP(トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィンヒドロクロリド)、および1×EDTAフリーのプロテアーゼ阻害剤(cOmplete Mini、Roche)を含むように調製した。続いて、ペレット化した細胞を、1.5mLマイクロチューブ(Diagende Inc.の超音波処理用のTPXプラスチック)内に含有されるこの溶媒バッファ系(800μL)内に結集した。次に、結集した細胞を、Bioruptor(登録商標)超音波処理系(Diagende)を4℃の低温水浴内で15分間の30秒/30秒の各オン/オフサイクルで用いる超音波処理に供した。各サンプルの総タンパク質濃度を、Bradfordタンパク質アッセイを用いて判定した。続いて、全ての溶解物を、以降の温度処理のために2μg/μlのタンパク質濃度に希釈した。
実施例17 温度処理、上清「デカンティング」、およびタンパク質分解消化
DMSOまたは化合物により処理した各サンプルの6つのアリコート(50μl)を、他の文献(39、41)に記載されるサーモサイクラー(Mastercycler Pro、Eppendorf)系により、PCRワークフロー用に設計した6本のチューブ内に入れて、6つの温度点(35.0;45.3;50.1;55.2;60.7;および74.9℃)にて3分間平衡化した。熱処理の後に、溶解物を4℃にて20分間遠心分離して、不溶性のタンパク質をペレット化してから、可溶性の画分をデカントした。熱処理した各サンプル由来の45μLのアリコートを、タンパク質沈殿に供してから、Tris・HCl(pH8.0)中8M尿素の30μL中で再構成した。次に、サンプルを、5mM TCEPによるCys-Cys結合の、そして10mMクロロアセトアミド(CAM)によるアルキル化の還元に供して、還元Cys残基を保護した。サンプルを、2M尿素を有するように希釈して、トリプシン(Promega)を用いて溶液中で一晩消化して、ペプチドを誘導した。
DMSOまたは化合物により処理した各サンプルの6つのアリコート(50μl)を、他の文献(39、41)に記載されるサーモサイクラー(Mastercycler Pro、Eppendorf)系により、PCRワークフロー用に設計した6本のチューブ内に入れて、6つの温度点(35.0;45.3;50.1;55.2;60.7;および74.9℃)にて3分間平衡化した。熱処理の後に、溶解物を4℃にて20分間遠心分離して、不溶性のタンパク質をペレット化してから、可溶性の画分をデカントした。熱処理した各サンプル由来の45μLのアリコートを、タンパク質沈殿に供してから、Tris・HCl(pH8.0)中8M尿素の30μL中で再構成した。次に、サンプルを、5mM TCEPによるCys-Cys結合の、そして10mMクロロアセトアミド(CAM)によるアルキル化の還元に供して、還元Cys残基を保護した。サンプルを、2M尿素を有するように希釈して、トリプシン(Promega)を用いて溶液中で一晩消化して、ペプチドを誘導した。
実施例18 ペプチドの濃縮
結果として生じたペプチドを、真空マニホールドを使用するSep-Pak(登録商標)Vac 1cc C18カートリッジ、カートリッジあたり50mgの吸着剤、55~105μmの粒子サイズ(Waters Co.)を用いて「脱塩した」。簡潔に、抽出マニホールド上に適合したカラムを最初に、(1)ACN(500μL)2回、(2)ACN/H2O 70/30(v/v;0.1%FA;200μL)1回、および(3)MSグレード水(500μL)2回により順番に洗浄した。続いて、各「消化」溶液由来のペプチドを、抽出マニホールド真空チャンバ中への真空での穏やかなアプライによるC18材料上での固定に供して、各溶液を3回、「フロースルー」画分を収集して同カラム上に再び走らせることによって、移動させる。次に、ペプチド結合C18カラムを、500μLのMSグレードH2Oにより洗浄してから、150μLのACN/H2O 70/30(v/v;0.1%FA)の3回の通過によって溶出した。全ての溶出画分を、1.5mL Eppendorfチューブ中に収集して、速度真空系を用いた完全な乾燥に供した。
結果として生じたペプチドを、真空マニホールドを使用するSep-Pak(登録商標)Vac 1cc C18カートリッジ、カートリッジあたり50mgの吸着剤、55~105μmの粒子サイズ(Waters Co.)を用いて「脱塩した」。簡潔に、抽出マニホールド上に適合したカラムを最初に、(1)ACN(500μL)2回、(2)ACN/H2O 70/30(v/v;0.1%FA;200μL)1回、および(3)MSグレード水(500μL)2回により順番に洗浄した。続いて、各「消化」溶液由来のペプチドを、抽出マニホールド真空チャンバ中への真空での穏やかなアプライによるC18材料上での固定に供して、各溶液を3回、「フロースルー」画分を収集して同カラム上に再び走らせることによって、移動させる。次に、ペプチド結合C18カラムを、500μLのMSグレードH2Oにより洗浄してから、150μLのACN/H2O 70/30(v/v;0.1%FA)の3回の通過によって溶出した。全ての溶出画分を、1.5mL Eppendorfチューブ中に収集して、速度真空系を用いた完全な乾燥に供した。
実施例19 Tandem Mass Tag(TMT)ベースのペプチド標識化および分画
続いて、乾燥した各サンプルを、sixplexキット(TMT6plex(商標)Isobaric Label Reagent Set、2×0.8mg)を用いるTMTベースの標識化に供した。TMTチャンネル(TMT126、TMT127、TMT128、TMT129、TMT130、およびTMT131)を使用して、35.0;45.3;50.1;55.2;60.7;および74.9℃の温度処理由来のペプチド溶液を標識した。簡潔に、乾燥した各サンプル(10μgのタンパク質消化物の等価物)を、100μLの50mM重炭酸トリエチルアンモニウム(TEAB)中で再構成し、そして乾燥標識化試薬を、40μLのアセトニトリル(ACN)中に溶解させた。続いて、再構成したペプチド溶液を、40μLの標識化試薬溶液と混合して、室温にて一晩維持して、ペプチドを標識した。次に、8μLの5%ヒドロキシルアミンを加えて、反応混合液を室温にて15分超の間維持することによって、標識化反応をクエンチした。次に、標識したペプチド溶液を一緒に混合して、速度真空系による完全な乾燥に供した。標識した乾燥ペプチド混合液を、ベンダー提供プロトコール(Pierce Biotechnology)を使用する逆相分画カラム(8つの画分)を用いて分画した。結果として生じた8つの画分を、速度真空系を用いて乾燥させて、nano-LC-MS/MS分析の前に0.1%ギ酸(30μL)中で再構成した。
続いて、乾燥した各サンプルを、sixplexキット(TMT6plex(商標)Isobaric Label Reagent Set、2×0.8mg)を用いるTMTベースの標識化に供した。TMTチャンネル(TMT126、TMT127、TMT128、TMT129、TMT130、およびTMT131)を使用して、35.0;45.3;50.1;55.2;60.7;および74.9℃の温度処理由来のペプチド溶液を標識した。簡潔に、乾燥した各サンプル(10μgのタンパク質消化物の等価物)を、100μLの50mM重炭酸トリエチルアンモニウム(TEAB)中で再構成し、そして乾燥標識化試薬を、40μLのアセトニトリル(ACN)中に溶解させた。続いて、再構成したペプチド溶液を、40μLの標識化試薬溶液と混合して、室温にて一晩維持して、ペプチドを標識した。次に、8μLの5%ヒドロキシルアミンを加えて、反応混合液を室温にて15分超の間維持することによって、標識化反応をクエンチした。次に、標識したペプチド溶液を一緒に混合して、速度真空系による完全な乾燥に供した。標識した乾燥ペプチド混合液を、ベンダー提供プロトコール(Pierce Biotechnology)を使用する逆相分画カラム(8つの画分)を用いて分画した。結果として生じた8つの画分を、速度真空系を用いて乾燥させて、nano-LC-MS/MS分析の前に0.1%ギ酸(30μL)中で再構成した。
実施例20 Nano-LC-MS/MS分析
Nano-LC-MS/MS分析を、EASY-nLC(商標)HPLC系(Thermo Scientific)に連結したQ-Exactive Plus(商標)質量分析計(Thermo Scientific)上で実行した。上記由来の10μL等容量の再構成画分を、自社調製した逆相カラム上への最大印圧として30,000,000Pa(300bar)を用いて負荷した。P-2000レーザープラーを用いて100μm融合シリカカラムを引いてナノスプレー用の5μmチップを持たしてから、キャピラリをC18逆相樹脂(粒子サイズ:3μm直径;Dr.Maisch HPLC GmbH)で充填することによって、各逆相カラムを調製した。95%A相(FA/H2O 0.1/99.9、v/v)から24%B相(FA/ACN 0.4/99.6、v/v)の150分間の、24%B相から35%B相の25分間の変動移動相(MP)勾配を用いてから、全てのペプチドの溶出を確実にするための、400nL/分での5分間超の同MP組成を維持することによって、ペプチドを溶出した。Nano-LC移動相を、Nanospray Flex Source(Proxeon Biosystems A/S)を用いて質量分析計中に導入した。加熱したキャピラリ温度を275℃にて維持して、イオンスプレー電圧を2.5kVに維持した。ペプチド溶出の間、質量分析計の方法を、トップ20の方法を用いてフルMSスキャンから最も強力なイオンを選択するようにプログラム化した正イオンモードで180分間作動させた。追加のパラメータ:Microscans 1;解析度70k;AGC標的3E6;最大IT 50ms;スキャン範囲数1;スキャン範囲400~1600m/z;およびスペクトルデータタイプ「プロファイル」、そしてその後、データ依存性MS/MSスキャンを以下のパラメータにより実行:Microscans 1;解析度35k;AGC標的1E5;最大IT 64ms;ループカウント20;MSXカウント1;単離ウィンドウ0.7m/z;固定した第1の質量100m/z;NCE 38.0;およびスペクトルデータタイプ「Centroid」。それぞれのデータ依存性セッティングを、以下のパラメータによりセット:最小AGC標的1.00e3;強度閾値1.6e4;頂点トリガー「-」;チャージ排除「1,7,8,>8」;Multiple Charge State「全て」;ペプチドマッチ「好ましい」;同位体を排除「オン」;動的排除30.0s;アイドル状態ならば「他を選ぶ」。データを、Thermo Xcalibur(4.1.31.9)ソフトウェア(Thermo Fisher)を用いて記録した。
Nano-LC-MS/MS分析を、EASY-nLC(商標)HPLC系(Thermo Scientific)に連結したQ-Exactive Plus(商標)質量分析計(Thermo Scientific)上で実行した。上記由来の10μL等容量の再構成画分を、自社調製した逆相カラム上への最大印圧として30,000,000Pa(300bar)を用いて負荷した。P-2000レーザープラーを用いて100μm融合シリカカラムを引いてナノスプレー用の5μmチップを持たしてから、キャピラリをC18逆相樹脂(粒子サイズ:3μm直径;Dr.Maisch HPLC GmbH)で充填することによって、各逆相カラムを調製した。95%A相(FA/H2O 0.1/99.9、v/v)から24%B相(FA/ACN 0.4/99.6、v/v)の150分間の、24%B相から35%B相の25分間の変動移動相(MP)勾配を用いてから、全てのペプチドの溶出を確実にするための、400nL/分での5分間超の同MP組成を維持することによって、ペプチドを溶出した。Nano-LC移動相を、Nanospray Flex Source(Proxeon Biosystems A/S)を用いて質量分析計中に導入した。加熱したキャピラリ温度を275℃にて維持して、イオンスプレー電圧を2.5kVに維持した。ペプチド溶出の間、質量分析計の方法を、トップ20の方法を用いてフルMSスキャンから最も強力なイオンを選択するようにプログラム化した正イオンモードで180分間作動させた。追加のパラメータ:Microscans 1;解析度70k;AGC標的3E6;最大IT 50ms;スキャン範囲数1;スキャン範囲400~1600m/z;およびスペクトルデータタイプ「プロファイル」、そしてその後、データ依存性MS/MSスキャンを以下のパラメータにより実行:Microscans 1;解析度35k;AGC標的1E5;最大IT 64ms;ループカウント20;MSXカウント1;単離ウィンドウ0.7m/z;固定した第1の質量100m/z;NCE 38.0;およびスペクトルデータタイプ「Centroid」。それぞれのデータ依存性セッティングを、以下のパラメータによりセット:最小AGC標的1.00e3;強度閾値1.6e4;頂点トリガー「-」;チャージ排除「1,7,8,>8」;Multiple Charge State「全て」;ペプチドマッチ「好ましい」;同位体を排除「オン」;動的排除30.0s;アイドル状態ならば「他を選ぶ」。データを、Thermo Xcalibur(4.1.31.9)ソフトウェア(Thermo Fisher)を用いて記録した。
実施例21 データ分析
結果として生じたRAWファイルを、MaxQuantソフトウェアスイート1.6.0.16を用いて分析した。MS/MSスペクトルを、UniProtシーケンスデータベース(v.2017年5月)由来のMus筋タンパク質データベース(FASTAフォーマット)のトリプシン消化物に対してインシリコ調査した。デフォルトMaxQuantパラメータセッティングを、以下を除いて、www.maxquant.orgからダウンロードして利用した:1)群特異的パラメータタブにおいて、「ReporterイオンMS2」として「タイプ」;「6plex TMT」として選択した「アイソバリックラベル」;「0.003Da」として「リポーター質量tol.」を有する;2)群特異的パラメータ、見逃した切断が最大3つの、トリプシンに特異的な「消化」モード;3)群特異的パラメータ、可変修飾アセチル(タンパク質N末端)を有するような、「修飾」;ペプチドあたり最大数5つの修飾を有するようなペプチドによる蛍光体(STY)およびメチオニン酸化;ならびに4)最小ペプチド長7残基、最大ペプチド質量4600Daを有するような、グローバルパラメータタブ。注、4つのそのような検索を、4つのサンプル毎に別々に実行した。続いて、結果として生じたMaxquant「peptides.txt」ファイルを、プロセシングのために、Microsoft Excel(商標)(バージョン14.07182.5000、32ビット)に、そしてその後JMP(登録商標)12.1.0(64ビット、Microsoft Windows 7 Enterprise 64ビット、Service Pack 1、Copyright(C)2015 SAS Institute Inc.)にインポートした。最小のPEP値が0.05と特定したペプチドのみを、更なる評価のために選択した。タンパク質定量化値を、固有のペプチドのみ(1つのタンパク質について少なくとも1つ)の定量化値の合計から導き出した。以下の方法論を、各実験において、タンパク質毎に得た定量化値の手続き上の誤り訂正/正規化に利用した。
結果として生じたRAWファイルを、MaxQuantソフトウェアスイート1.6.0.16を用いて分析した。MS/MSスペクトルを、UniProtシーケンスデータベース(v.2017年5月)由来のMus筋タンパク質データベース(FASTAフォーマット)のトリプシン消化物に対してインシリコ調査した。デフォルトMaxQuantパラメータセッティングを、以下を除いて、www.maxquant.orgからダウンロードして利用した:1)群特異的パラメータタブにおいて、「ReporterイオンMS2」として「タイプ」;「6plex TMT」として選択した「アイソバリックラベル」;「0.003Da」として「リポーター質量tol.」を有する;2)群特異的パラメータ、見逃した切断が最大3つの、トリプシンに特異的な「消化」モード;3)群特異的パラメータ、可変修飾アセチル(タンパク質N末端)を有するような、「修飾」;ペプチドあたり最大数5つの修飾を有するようなペプチドによる蛍光体(STY)およびメチオニン酸化;ならびに4)最小ペプチド長7残基、最大ペプチド質量4600Daを有するような、グローバルパラメータタブ。注、4つのそのような検索を、4つのサンプル毎に別々に実行した。続いて、結果として生じたMaxquant「peptides.txt」ファイルを、プロセシングのために、Microsoft Excel(商標)(バージョン14.07182.5000、32ビット)に、そしてその後JMP(登録商標)12.1.0(64ビット、Microsoft Windows 7 Enterprise 64ビット、Service Pack 1、Copyright(C)2015 SAS Institute Inc.)にインポートした。最小のPEP値が0.05と特定したペプチドのみを、更なる評価のために選択した。タンパク質定量化値を、固有のペプチドのみ(1つのタンパク質について少なくとも1つ)の定量化値の合計から導き出した。以下の方法論を、各実験において、タンパク質毎に得た定量化値の手続き上の誤り訂正/正規化に利用した。
実施例22 統計分析
統計分析を、GraphPad PrismおよびRを用いて行った。2つのデータセットの比較を、対応のないスチューデントのt検定を用いて行った。2つを超えるデータセットの比較を、一元配置ANOVAに続いてボンフェローニの多重比較検定を用いて行った。腫瘍増殖アッセイのために、発明者らは、二元配置ANOVAに続いてテューキーの多重比較検定を用いた。結果を、平均±SDまたは±SEMとして示す。カプラン-マイヤープロットを生存曲線に用いて、ログランク検定を用いて分析した。星印の数は、有意性のレベルを示す:*、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001、および****、p<0.0001。scRNA-seqのために、それらのマトリックスの下流分析を、Seurat(V3.1)によって行った。細胞フィルタリングは、全てのサンプルについて、2つの基準に従う:1)単一細胞内のRNAの検出数は、500を超えるべきである、2)単一細胞内に検出されるミトコンドリア遺伝子のパーセンテージは、15%を超えるべきでない。各サンプル由来の残りの細胞を統合して、対数正規化した。SeuratのPhenoGraphを用いて、解析度セット0.5で細胞をクラスター化した。低次元t-SNE視覚化を、パープレキシティセッティング30で正規化転写発現プロファイルを用いるRtsneパッケージによってコンピュータで行った。各細胞クラスターを、SeuratのFindAllMarkers機能によって見出されるマーカー遺伝子によって注釈する。各CD8+T細胞における細胞傷害性マーカー遺伝子の有意な発現を、左側切断混合ガウスモデルを用いることによって、コンピュータで求めた。CETSAについての統計分析を、詳細に記載しており、本方法に含めた。
統計分析を、GraphPad PrismおよびRを用いて行った。2つのデータセットの比較を、対応のないスチューデントのt検定を用いて行った。2つを超えるデータセットの比較を、一元配置ANOVAに続いてボンフェローニの多重比較検定を用いて行った。腫瘍増殖アッセイのために、発明者らは、二元配置ANOVAに続いてテューキーの多重比較検定を用いた。結果を、平均±SDまたは±SEMとして示す。カプラン-マイヤープロットを生存曲線に用いて、ログランク検定を用いて分析した。星印の数は、有意性のレベルを示す:*、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001、および****、p<0.0001。scRNA-seqのために、それらのマトリックスの下流分析を、Seurat(V3.1)によって行った。細胞フィルタリングは、全てのサンプルについて、2つの基準に従う:1)単一細胞内のRNAの検出数は、500を超えるべきである、2)単一細胞内に検出されるミトコンドリア遺伝子のパーセンテージは、15%を超えるべきでない。各サンプル由来の残りの細胞を統合して、対数正規化した。SeuratのPhenoGraphを用いて、解析度セット0.5で細胞をクラスター化した。低次元t-SNE視覚化を、パープレキシティセッティング30で正規化転写発現プロファイルを用いるRtsneパッケージによってコンピュータで行った。各細胞クラスターを、SeuratのFindAllMarkers機能によって見出されるマーカー遺伝子によって注釈する。各CD8+T細胞における細胞傷害性マーカー遺伝子の有意な発現を、左側切断混合ガウスモデルを用いることによって、コンピュータで求めた。CETSAについての統計分析を、詳細に記載しており、本方法に含めた。
実施例23 ATT-Iは、CD8+T細胞媒介腫瘍細胞死を促進する天然の小化合物である
結腸直腸腫瘍細胞のCD8+T細胞媒介死をインビトロで向上させるための小分子化合物を特定するために、発明者らは、従来の漢方薬に広く用いられてきた500種超のハーバル医薬草木から精製された594種の小分子化合物を含有するライブラリをスクリーニングした(化合物の表は示さず)。スクリーン系は、OVA257-264(ニワトリオバルブミンのMHCクラスI制限ペプチドエピトープ)を安定して発現するマウス結腸直腸腫瘍細胞株MC38、およびMHCクラスIに制限され、かつOVA特異的TCRを発現するCD8+T細胞を含む。CD8+T細胞を、OT-Iマウス(C57BL/6-Tg(TcraTcrb)1100Mjb/J)の脾臓からフレッシュに単離した。細胞傷害性活性が化学療法薬物のものに類似する化合物を排除するために、発明者らは最初に、CD8+T細胞および腫瘍細胞の双方に及ぼす細胞傷害性を評価した(図1A)。T細胞および腫瘍細胞(ビヒクル処理細胞の>80%の生存能力)の双方に及ぼす細胞傷害性が最小~低い449種の化合物を、インビトロルシフェラーゼアッセイを用いて、MC38-OVA腫瘍細胞の抗原特異的OT-I CD8+T細胞死の次のスクリーンのためにソートした。T細胞活性に最も強力に影響を与えたトップスリーランクの化合物は、イカリイン、ビオカニンA、およびアトラクチレノリドIである(図1B)。それらの活性を、T細胞の、対腫瘍細胞の比率が5:1~1:5に及ぶT細胞細胞傷害性アッセイにより証明した(図1C)。アトラクチレノリドI(ATT-I)が最も強力な活性を示したので、発明者らは、その作用機構をさらに特定することを選択する。CD8+T細胞または腫瘍細胞の別々の前処理により、発明者らは、ATT-Iが、CD8+T細胞にではなく腫瘍細胞に依存して腫瘍死滅効果を増強することを見出した。これは、CD8+T細胞のみの処理が、細胞傷害性に及ぼす顕著な効果を有していなかったからである(図1Dおよび1E)。ATT-Iの活性をさらに確認するために、発明者らは、MC38-OVA腫瘍に由来する3D腫瘍オルガノイドを生成して、OT-I細胞と共培養した(図2)。ATT-Iの処理により、腫瘍オルガノイドは、未処理のオルガノイドのものと比較して、OT-I細胞からの著しく高い死滅を示した。しかしながら、この処理は、OT-I細胞の追加なしでは、オルガノイドに及ぼす顕著な効果を有していなかった。まとめて、結果は、ATT-I処理が、腫瘍細胞の免疫原性を増大させることを示唆している。
結腸直腸腫瘍細胞のCD8+T細胞媒介死をインビトロで向上させるための小分子化合物を特定するために、発明者らは、従来の漢方薬に広く用いられてきた500種超のハーバル医薬草木から精製された594種の小分子化合物を含有するライブラリをスクリーニングした(化合物の表は示さず)。スクリーン系は、OVA257-264(ニワトリオバルブミンのMHCクラスI制限ペプチドエピトープ)を安定して発現するマウス結腸直腸腫瘍細胞株MC38、およびMHCクラスIに制限され、かつOVA特異的TCRを発現するCD8+T細胞を含む。CD8+T細胞を、OT-Iマウス(C57BL/6-Tg(TcraTcrb)1100Mjb/J)の脾臓からフレッシュに単離した。細胞傷害性活性が化学療法薬物のものに類似する化合物を排除するために、発明者らは最初に、CD8+T細胞および腫瘍細胞の双方に及ぼす細胞傷害性を評価した(図1A)。T細胞および腫瘍細胞(ビヒクル処理細胞の>80%の生存能力)の双方に及ぼす細胞傷害性が最小~低い449種の化合物を、インビトロルシフェラーゼアッセイを用いて、MC38-OVA腫瘍細胞の抗原特異的OT-I CD8+T細胞死の次のスクリーンのためにソートした。T細胞活性に最も強力に影響を与えたトップスリーランクの化合物は、イカリイン、ビオカニンA、およびアトラクチレノリドIである(図1B)。それらの活性を、T細胞の、対腫瘍細胞の比率が5:1~1:5に及ぶT細胞細胞傷害性アッセイにより証明した(図1C)。アトラクチレノリドI(ATT-I)が最も強力な活性を示したので、発明者らは、その作用機構をさらに特定することを選択する。CD8+T細胞または腫瘍細胞の別々の前処理により、発明者らは、ATT-Iが、CD8+T細胞にではなく腫瘍細胞に依存して腫瘍死滅効果を増強することを見出した。これは、CD8+T細胞のみの処理が、細胞傷害性に及ぼす顕著な効果を有していなかったからである(図1Dおよび1E)。ATT-Iの活性をさらに確認するために、発明者らは、MC38-OVA腫瘍に由来する3D腫瘍オルガノイドを生成して、OT-I細胞と共培養した(図2)。ATT-Iの処理により、腫瘍オルガノイドは、未処理のオルガノイドのものと比較して、OT-I細胞からの著しく高い死滅を示した。しかしながら、この処理は、OT-I細胞の追加なしでは、オルガノイドに及ぼす顕著な効果を有していなかった。まとめて、結果は、ATT-I処理が、腫瘍細胞の免疫原性を増大させることを示唆している。
実施例24 ATT-Iは、免疫プロテアソーム構成要素Psmd4と相互作用する
ATT-Iは、オオバナオケラ(Atractylodes macrocephala)の根茎から単離される主要な生物活性成分の1つである。以前の研究が、抗炎症、神経保護活性、および抗腫瘍活性が挙げられるATT-Iの種々の薬理活性を報告してきた。しかしながら、報告されている生物活性はさておき、ATT-Iの分子標的および関連する作用機構は、まだ確定されていない。ATT-Iの化学構造に起因して、親和性プルダウンアッセイ等の直接的な生化学的法によってタンパク質標的を特定することは、技術的に困難である。ここで、発明者らは、細胞サーマルシフトシフトアッセイ(CETSA)と称される、溶融温度シフトに基づく質量サイトメトリスクリーニングアッセイを、ATT-Iあり、またはなしで処理したMC38腫瘍細胞に行った。CETSAアプローチは、高温に曝した場合に、小分子化合物の標的タンパク質が溶融曲線の変更を示す点で、そして薬物結合が、潜在的標的タンパク質の重要な熱安定化または不安定化を導く点で、従来のサーマルシフトアッセイと同じ原理で確立されている。対照の、そしてATT-I処理したMC38腫瘍細胞の可溶化物を、様々な温度(32℃~75℃)に加熱した。細胞可溶化物の可溶性画分内の検出可能なタンパク質を、質量分析によって定量化して、その溶融温度シフトを確定した。スクリーンから特定したトップの潜在的タンパク質標的(Cggbp1、Sorbs3、Copb1、およびPsmd4)の中で、発明者らは、そのタンパク質変性曲線およびサーマルシフトから、Psmd4を、ATT-Iの主な標的タンパク質として確認した。プロテアソーム26Sサブユニット非ATPアーゼ4(Psmd4)は、MHCI関連抗原ペプチドをプロセシングする26S免疫プロテアソーム複合体における19S調節因子リッドの必須の構成要素である。免疫プロテアソームにおいて、Psmd4は、分解および抗原プロセシングのためにユビキチン化タンパク質の補充を媒介するユビキチン(Ub)受容体としての機能を果たす。Psmd4の改変タンパク質安定性およびサーマルシフトを、さらに、マウス(MC38)およびヒト(HCT116)CRC細胞でのウェスタンブロッティングアッセイによって証明した。これは、ATT-I処理によるPsmd4タンパク質安定性の増強を示した。Psmd4とのATT-Iの直接的相互作用を確認するために、細菌的に発現されたマウスPsmd4を精製して、マイクロスケール熱泳動(MST)結合アッセイにおいて、様々な濃度の下でATT-Iとインキュベートした。結果は、Psmd4に対するATT-Iの顕著に高い親和性(Kd=0.4μM)を示した(図2)。Psmd4含有ヒト26Sプロテアソームの構造分析は、Psmd4のCys58基の近くに、ATT-Iについての潜在的結合部位を予測した。ATT-Iの結合は、プロテアソームの別の調節サブユニットであるPsmd7が、Psmd4と相互作用するのを妨げ得る。免疫プロテアソームにおけるPsmd7の機能的役割が知られていない一方、発明者らは、ATT-Iが、癌細胞内での抗原プロセシングにおける免疫プロテアソームの活性を促進するかを見ることを望んだ。26S免疫プロテアソーム上でのATT-Iの活性を確認するために、発明者らは、ATT-1あり、またはなしで処理したMC38細胞の溶解物に関するキモトリプシン様活性、トリプシン様活性、およびカスパーゼ様活性を評価した。Ac-ANW-AMC(キモトリプシン基質)、Ac-PAL-AMC(トリプシン基質)、およびAc-KQL-AMC(カスパーゼ基質)基質を、免疫プロテアソームとインキュベートして、それらの切断活性を、放出されるAMC蛍光によって測定した。ANWおよびPALは、免疫プロテアソームのための好ましい基質である一方、KQLは、免疫プロテアソームおよび構成的26Sのプロテアソームの双方によって切断され得る。ATT-I処理は、3つの全種類の基質をプロセシングする際に、免疫プロテアソームの著しく増強した活性を導く。しかしながら、細胞におけるPSMD4のノックダウンは、ATT-Iの効果を無効にした。このことは、免疫プロテアソームに及ぼすATT-I活性が、PSMD4に依存性であることを示唆している。
ATT-Iは、オオバナオケラ(Atractylodes macrocephala)の根茎から単離される主要な生物活性成分の1つである。以前の研究が、抗炎症、神経保護活性、および抗腫瘍活性が挙げられるATT-Iの種々の薬理活性を報告してきた。しかしながら、報告されている生物活性はさておき、ATT-Iの分子標的および関連する作用機構は、まだ確定されていない。ATT-Iの化学構造に起因して、親和性プルダウンアッセイ等の直接的な生化学的法によってタンパク質標的を特定することは、技術的に困難である。ここで、発明者らは、細胞サーマルシフトシフトアッセイ(CETSA)と称される、溶融温度シフトに基づく質量サイトメトリスクリーニングアッセイを、ATT-Iあり、またはなしで処理したMC38腫瘍細胞に行った。CETSAアプローチは、高温に曝した場合に、小分子化合物の標的タンパク質が溶融曲線の変更を示す点で、そして薬物結合が、潜在的標的タンパク質の重要な熱安定化または不安定化を導く点で、従来のサーマルシフトアッセイと同じ原理で確立されている。対照の、そしてATT-I処理したMC38腫瘍細胞の可溶化物を、様々な温度(32℃~75℃)に加熱した。細胞可溶化物の可溶性画分内の検出可能なタンパク質を、質量分析によって定量化して、その溶融温度シフトを確定した。スクリーンから特定したトップの潜在的タンパク質標的(Cggbp1、Sorbs3、Copb1、およびPsmd4)の中で、発明者らは、そのタンパク質変性曲線およびサーマルシフトから、Psmd4を、ATT-Iの主な標的タンパク質として確認した。プロテアソーム26Sサブユニット非ATPアーゼ4(Psmd4)は、MHCI関連抗原ペプチドをプロセシングする26S免疫プロテアソーム複合体における19S調節因子リッドの必須の構成要素である。免疫プロテアソームにおいて、Psmd4は、分解および抗原プロセシングのためにユビキチン化タンパク質の補充を媒介するユビキチン(Ub)受容体としての機能を果たす。Psmd4の改変タンパク質安定性およびサーマルシフトを、さらに、マウス(MC38)およびヒト(HCT116)CRC細胞でのウェスタンブロッティングアッセイによって証明した。これは、ATT-I処理によるPsmd4タンパク質安定性の増強を示した。Psmd4とのATT-Iの直接的相互作用を確認するために、細菌的に発現されたマウスPsmd4を精製して、マイクロスケール熱泳動(MST)結合アッセイにおいて、様々な濃度の下でATT-Iとインキュベートした。結果は、Psmd4に対するATT-Iの顕著に高い親和性(Kd=0.4μM)を示した(図2)。Psmd4含有ヒト26Sプロテアソームの構造分析は、Psmd4のCys58基の近くに、ATT-Iについての潜在的結合部位を予測した。ATT-Iの結合は、プロテアソームの別の調節サブユニットであるPsmd7が、Psmd4と相互作用するのを妨げ得る。免疫プロテアソームにおけるPsmd7の機能的役割が知られていない一方、発明者らは、ATT-Iが、癌細胞内での抗原プロセシングにおける免疫プロテアソームの活性を促進するかを見ることを望んだ。26S免疫プロテアソーム上でのATT-Iの活性を確認するために、発明者らは、ATT-1あり、またはなしで処理したMC38細胞の溶解物に関するキモトリプシン様活性、トリプシン様活性、およびカスパーゼ様活性を評価した。Ac-ANW-AMC(キモトリプシン基質)、Ac-PAL-AMC(トリプシン基質)、およびAc-KQL-AMC(カスパーゼ基質)基質を、免疫プロテアソームとインキュベートして、それらの切断活性を、放出されるAMC蛍光によって測定した。ANWおよびPALは、免疫プロテアソームのための好ましい基質である一方、KQLは、免疫プロテアソームおよび構成的26Sのプロテアソームの双方によって切断され得る。ATT-I処理は、3つの全種類の基質をプロセシングする際に、免疫プロテアソームの著しく増強した活性を導く。しかしながら、細胞におけるPSMD4のノックダウンは、ATT-Iの効果を無効にした。このことは、免疫プロテアソームに及ぼすATT-I活性が、PSMD4に依存性であることを示唆している。
実施例25 ATT-Iは、抗原提示を促進して、CRC免疫治療の有効性を増強する
発明者らは、ATT-I処理により、免疫プロテアソームによるプロテアーゼ基質の切断活性の増強を実証した。その結果として、この増強した免疫プロテアソーム活性は最終的に、腫瘍細胞上での抗原プロセシングおよび提示を促進し得る。CD8+T細胞に対する腫瘍抗原提示は、MHCクラスI複合体によって媒介される。ゆえに、発明者らは、マウス(MC38、CT26)およびヒト(HCT116、SW837)CRC細胞の表面上でのMHC-Iのレベルを評価した。結果は、マウス腫瘍細胞およびヒト腫瘍細胞が双方とも、細胞表面上でのMHC-I(MC38およびCT26について、それぞれH-2KbおよびH-2kd、そしてHCT116およびSW837について、HLA-A、B、C)のレベルの増大を示すことを示した。このことは、ATT-I処理した腫瘍細胞上での抗原提示の増大を示している。CD8+T細胞は、TCRとのMHC-Iの相互作用により腫瘍細胞を認識するので、発明者らは、腫瘍細胞認識の増強が、抗PD-1ベースの免疫治療の有効性を向上させるであろうと推測した。したがって、発明者らは、MC38およびCT26由来の腫瘍を有するそれぞれC57BL/6およびBALB/cマウスにおける、ATT-I(50mg/kg)とのPD-1モノクローナル抗体(mAb)の組合せ処置に対するCRC腫瘍の治療的応答を評価した(図4A、4B、および4C)。臨床の文脈について、マイクロサテライト不安定性が高い(MSI-H)MC38由来結腸直腸腫瘍は、PD-1処置により良好に応答した一方、マイクロサテライト安定(MSS)腫瘍のモデルである、CT26腫瘍を有するマウスは、低いPD-1治療利益を示した。興味深いことに、双方の場合において、PD-1遮断処置へのATT-Iの追加は、有意な腫瘍増殖制御をもたらした一方、ATT-I処置は、それ自体のみでは、効果が控え目であった。結果は、ATT-I処置が、MSI-HおよびMSS腫瘍細胞内の腫瘍ネオアンチゲンの量に拘らず、腫瘍細胞のグローバルな抗原提示を促進し得ることを示唆した。加えて、免疫抑制腫瘍微環境に起因して、CD8+T細胞は、多くの場合、不活性状態にある。これは、抗原提示が増強した腫瘍細胞のより良好な死滅のためのPD-1阻害によって活性化することができる。発明者らはさらに、同所性MC38腫瘍モデルにおけるPD-1遮断とのATT-Iの組合せについての治療利益の増強を証明した(図4D)。PD-1 mAb処置が、対照マウス(生存期間の中央値、30日)またはATT-Iのみで処置したマウス(生存期間の中央値、35日)と比較して、腫瘍を有するマウスの生存期間(生存期間の中央値、50日)を顕著に延長した一方、PD-1 mAbおよびATT-Iの組合せはさらに、腫瘍を有するマウスの生存期間を延長し、生存期間の中央値が>150日であった。臨床用途におけるオオバナオケラのバイオセーフティに関する以前の研究(最長7週間で毎日1.32g)と一致して、試験した用量でのATT-Iの処置は、顕著なインビボ毒性がなかった。動物の体重、および主要臓器の病理分析は、ATT-I処置群と対照ビヒクル群間の実質的ないかなる差異も明らかにしなかった。このことは、ATT-Iの全身毒性が取るに足りないことを示唆している。Psmd4上のATT-Iの特異的標的化が、PD-1遮断の治療応答を増強したかを判定するために、発明者らは、MC38-PSMD4loss腫瘍を有するマウスを、PD-1のみ、またはATT-Iと組み合わせたPD-1により処置した(図4E)。併用療法におけるATT-I由来の追加の利益は、完全に消失することであった。これにより、Psmd4を標的化することによるATT-Iの特異的作用が確認された。
発明者らは、ATT-I処理により、免疫プロテアソームによるプロテアーゼ基質の切断活性の増強を実証した。その結果として、この増強した免疫プロテアソーム活性は最終的に、腫瘍細胞上での抗原プロセシングおよび提示を促進し得る。CD8+T細胞に対する腫瘍抗原提示は、MHCクラスI複合体によって媒介される。ゆえに、発明者らは、マウス(MC38、CT26)およびヒト(HCT116、SW837)CRC細胞の表面上でのMHC-Iのレベルを評価した。結果は、マウス腫瘍細胞およびヒト腫瘍細胞が双方とも、細胞表面上でのMHC-I(MC38およびCT26について、それぞれH-2KbおよびH-2kd、そしてHCT116およびSW837について、HLA-A、B、C)のレベルの増大を示すことを示した。このことは、ATT-I処理した腫瘍細胞上での抗原提示の増大を示している。CD8+T細胞は、TCRとのMHC-Iの相互作用により腫瘍細胞を認識するので、発明者らは、腫瘍細胞認識の増強が、抗PD-1ベースの免疫治療の有効性を向上させるであろうと推測した。したがって、発明者らは、MC38およびCT26由来の腫瘍を有するそれぞれC57BL/6およびBALB/cマウスにおける、ATT-I(50mg/kg)とのPD-1モノクローナル抗体(mAb)の組合せ処置に対するCRC腫瘍の治療的応答を評価した(図4A、4B、および4C)。臨床の文脈について、マイクロサテライト不安定性が高い(MSI-H)MC38由来結腸直腸腫瘍は、PD-1処置により良好に応答した一方、マイクロサテライト安定(MSS)腫瘍のモデルである、CT26腫瘍を有するマウスは、低いPD-1治療利益を示した。興味深いことに、双方の場合において、PD-1遮断処置へのATT-Iの追加は、有意な腫瘍増殖制御をもたらした一方、ATT-I処置は、それ自体のみでは、効果が控え目であった。結果は、ATT-I処置が、MSI-HおよびMSS腫瘍細胞内の腫瘍ネオアンチゲンの量に拘らず、腫瘍細胞のグローバルな抗原提示を促進し得ることを示唆した。加えて、免疫抑制腫瘍微環境に起因して、CD8+T細胞は、多くの場合、不活性状態にある。これは、抗原提示が増強した腫瘍細胞のより良好な死滅のためのPD-1阻害によって活性化することができる。発明者らはさらに、同所性MC38腫瘍モデルにおけるPD-1遮断とのATT-Iの組合せについての治療利益の増強を証明した(図4D)。PD-1 mAb処置が、対照マウス(生存期間の中央値、30日)またはATT-Iのみで処置したマウス(生存期間の中央値、35日)と比較して、腫瘍を有するマウスの生存期間(生存期間の中央値、50日)を顕著に延長した一方、PD-1 mAbおよびATT-Iの組合せはさらに、腫瘍を有するマウスの生存期間を延長し、生存期間の中央値が>150日であった。臨床用途におけるオオバナオケラのバイオセーフティに関する以前の研究(最長7週間で毎日1.32g)と一致して、試験した用量でのATT-Iの処置は、顕著なインビボ毒性がなかった。動物の体重、および主要臓器の病理分析は、ATT-I処置群と対照ビヒクル群間の実質的ないかなる差異も明らかにしなかった。このことは、ATT-Iの全身毒性が取るに足りないことを示唆している。Psmd4上のATT-Iの特異的標的化が、PD-1遮断の治療応答を増強したかを判定するために、発明者らは、MC38-PSMD4loss腫瘍を有するマウスを、PD-1のみ、またはATT-Iと組み合わせたPD-1により処置した(図4E)。併用療法におけるATT-I由来の追加の利益は、完全に消失することであった。これにより、Psmd4を標的化することによるATT-Iの特異的作用が確認された。
実施例26 ATT-Iは、CRC免疫治療において、CD8+T細胞浸潤および細胞傷害性を増強する
ATT-Iは免疫チェックポイント遮断療法において抗腫瘍免疫応答を促進するので、発明者らは次に、CRC腫瘍の免疫学的変化に及ぼすATT-I処置の効果を明確にすることを望んだ。この目的で、発明者らは、質量サイトメトリ(CyTOF)を用いる腫瘍微環境の分析のために、MC38細胞の同所性盲腸壁移植の28日後に、結腸直腸腫瘍を収集した。上述の腫瘍増殖研究に類似して、ATT-I処置は、PD-1 mAb処置の抗腫瘍効果を有意に増強した(図5A)。PD-1 mAbおよびATT-Iの組合せは、PD-1 mAbまたはATT-Iの単一剤処置と比較して、T細胞浸潤の大幅な増強、およびマクロファージ浸潤の引下げを導いた(表1)。これにより、より抗腫瘍の微環境に向けてバランスが傾く。更なる分析は、CD8+T細胞およびCD4+T細胞の双方が、PD-1 mAbとのATT-Iの組合せにより、より低いCD69発現レベルを示すことを明らかにした。CD69の発現レベルの引下げは、T細胞疲弊からのレスキューの原因であり得る。これはまた、インターフェロンガンマ(IFN-γ)を分泌する能力の増強によって反映される。
ATT-Iは免疫チェックポイント遮断療法において抗腫瘍免疫応答を促進するので、発明者らは次に、CRC腫瘍の免疫学的変化に及ぼすATT-I処置の効果を明確にすることを望んだ。この目的で、発明者らは、質量サイトメトリ(CyTOF)を用いる腫瘍微環境の分析のために、MC38細胞の同所性盲腸壁移植の28日後に、結腸直腸腫瘍を収集した。上述の腫瘍増殖研究に類似して、ATT-I処置は、PD-1 mAb処置の抗腫瘍効果を有意に増強した(図5A)。PD-1 mAbおよびATT-Iの組合せは、PD-1 mAbまたはATT-Iの単一剤処置と比較して、T細胞浸潤の大幅な増強、およびマクロファージ浸潤の引下げを導いた(表1)。これにより、より抗腫瘍の微環境に向けてバランスが傾く。更なる分析は、CD8+T細胞およびCD4+T細胞の双方が、PD-1 mAbとのATT-Iの組合せにより、より低いCD69発現レベルを示すことを明らかにした。CD69の発現レベルの引下げは、T細胞疲弊からのレスキューの原因であり得る。これはまた、インターフェロンガンマ(IFN-γ)を分泌する能力の増強によって反映される。
ATT-Iの抗腫瘍効果を担う免疫細胞集団を確定するために、発明者らは、マウスからB細胞、CD4+T細胞、またはCD8+T細胞を枯渇させた(図5B~5D)。枯渇抗体を、腫瘍接種前に、そしてその後3日毎に、実験の終わりまで腹膜内投与した。PD-1 mAbとのATT-Iの組合せについての抗腫瘍効果は、CD8+T細胞枯渇により完全に排除された。対照的に、CD4+T細胞の枯渇は、顕著な効果がなかった一方、B細胞枯渇のみでは、抗腫瘍効果を最小限にしか引き下げなかった。ATT-Iの主な効果が、CD8+T細胞により媒介されたので、発明者らは次に、対照、ATT-I、PD-1 mAb、またはATT-I+PD-1 mAbにより処置したマウス由来の結腸直腸腫瘍サンプルの単細胞RNA配列決定(scRNA-seq)分析を用いて、CD8+T細胞機能を、各条件の下でさらに評価した。scRNA-seqデータのt-SNEプロット分析において、腫瘍内の細胞の型を、その遺伝子発現シグネチャーによって評価した。発明者らは、各処置により、腫瘍内のT細胞活性化遺伝子(Icos、Cd28、Cd8a)および細胞傷害性遺伝子(Ifng、Prf1、Pdcd1、およびSla2)の発現レベルを判定した(図6A)。発明者らのデータにより、ATT-IおよびPD1 mAbの組合せ処置の活性化および細胞傷害性の増強が確認される(図6B)。組合せ処置群における細胞傷害性レベルは、高度に細胞傷害性のCD8+T細胞の有意な増大を示した。
次に、発明者らは、ATT-Iによる腫瘍オルガノイドの処置が、同じ腫瘍組織由来の自己由来CD8+T細胞の細胞傷害性に影響を与えるかを判定するために、患者由来の腫瘍オルガノイド(PDO)モデルを用いた。フレッシュに摘出した腫瘍組織を、2人の結腸腺癌患者から得た。腫瘍解離の後に、腫瘍細胞を、接着間質細胞(線維芽細胞、内皮細胞、およびマクロファージ)と混合して、PDOを形成した。オルガノイドが直径100μmに達したときに、同じ腫瘍組織から単離した、予め活性化した自己由来CD8+T細胞と共培養した。スフェロイド解離およびT細胞細胞傷害性を評価した(図7A~7G)。予想されるように、ATT-I処理したPDOは、著しく高いレベルのオルガノイド解離および腫瘍細胞死によって示されるように、対照PDOと比較して、CD8+T細胞死の影響をより受けやすかった。まとめて、インビボ研究およびエクスビボ研究の結果は、ATT-I処置がさらに、T細胞浸潤および細胞傷害を促進することによって結腸直腸癌を処置する際に、免疫チェックポイント遮断療法に力を与えることを示唆している。
Claims (12)
- 癌性細胞に対するCD8+T細胞細胞傷害性の有効性を増強させる方法であって、該癌性細胞をアトラクチレノリド(ATT-I)と接触させるステップを含む、上記方法。
- チェックポイント阻害剤を、ATT-Iの投与と併せて投与するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- チェックポイント阻害剤が、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)またはプログラム死リガンド1(PD-L1)の阻害剤である、請求項2に記載の方法。
- 癌性細胞が結腸直腸癌(CRC)細胞である、請求項1又は2に記載の方法。
- 癌細胞上での抗原負荷MHC-I複合体の提示を増大させる方法であって、該癌細胞をATT-Iと接触させるステップを含む、上記方法。
- 癌細胞が結腸直腸癌(CRC)細胞である、請求項5に記載の方法。
- 接触がインビボで起こる、請求項5又は6に記載の方法。
- 癌を処置する方法であって、癌を有する患者に、アトラクチレノリド(ATT-I)を含む医薬組成物を投与するステップを含む、上記方法。
- 癌が固形腫瘍であり、場合によっては、癌が結腸直腸癌(CRC)である、請求項8に記載の方法。
- チェックポイント阻害剤の投与をさらに含む、請求項8又は9に記載の方法。
- 前記ATT-Iが、化学療法と併せて投与される、請求項10に記載の方法。
- チェックポイント阻害剤が、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)またはプログラム死リガンド1(PD-L1)の阻害剤である、請求項10に記載の方法。
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