第3部：BRGSF-HIS――免疫腫瘍学研究のための新たなヒト免疫系マウスモデル

最初の解説で述べたように、がんの前臨床研究において最も関連性が高く、広く使用されているモデルは、（i）ヒト腫瘍細胞を移植した異種移植マウスモデル、（ii）遺伝子改変マウスモデル（GEMM）、（iii）患者由来異種移植片（PDX）、および（iv）ヒト免疫系（HIS）マウスである。 これら最初の3つのモデルには、免疫療法の研究において1つの大きな欠点がある。それは、依然としてマウスの免疫系を保持しており、必ずしもヒトの免疫応答を再現できるとは限らないという点である。一方、HISマウスは、免疫系の細胞および分子構成要素においてヒト化されており、その点で、免疫成分、とりわけヒト由来の腫瘍との相互作用を研究・調節するための理想的なツールとなっている。¹

HISマウスは、免疫不全の宿主マウスにヒト免疫細胞を注入することで作製される。現在、この目的のために主に2つのヒト免疫細胞源が用いられている。すなわち、ヒト末梢血単核細胞（PBMC）と、^{ヒトCD34+造血幹細胞}（HSC）である。²

免疫不全の成体マウスにヒト末梢血単核細胞（PBMC）を注入することで、ヒト末梢血リンパ球（Hu-PBL）マウスモデルが構築される。このモデルは、ヒト由来のB細胞および骨髄系細胞のレベルが低く、機能的なT細胞が優勢であるという特徴を持つ^。³このため、Hu-PBLモデルは、ヒトの免疫細胞機能、より具体的にはT細胞機能を in vivo。しかし、注入されたヒトリンパ球はドナーからの免疫記憶を保持しているため、マウス細胞と遭遇するたびに活性化してこれに対して反応し、最終的には移植片対宿主病（GvHD）の発症につながる。したがって、Hu‑PBLモデルは免疫抑制薬の前臨床研究を可能にする一方で、生存期間が比較的短いため（最長2～3週間）、長期的な研究は困難である。^⁴

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HISマウスを作出するもう一つの手法は、新生児または若年成体の免疫不全マウス^{にCD34+造血幹細胞（}HSC）^を注入することです。このアプローチにより、免疫腫瘍学の前臨床研究で最も広く使用されている^{モデルであるHu-CD34+マウスが}作製されます。実際、これらのマウスはヒトの機能的な免疫系で再構築されるため、チェックポイント阻害剤やその他の免疫療法に対する免疫応答の長期的な研究が可能となります。⁴注入に先立ち、これらのマウスは致死量未満の全身照射による前処理を受けます。これにより骨髄破壊が引き起こされ、ヒト免疫細胞の循環および定着が促進されます。⁵また、これらのマウスには腎被膜下にヒト胎児の肝臓および胸腺の断片を移植することができ、その結果、骨髄・肝臓・胸腺（BLT）ヒト化モデルが得られます。 これらの動物は、機能的かつ教育されたヒトのリンパ系および骨髄系細胞コンパートメントを有しており、それに応じて、ヒトの細胞および組織の長期的な生着を維持することができる。^6,7しかし、移植されたヒト胎児の肝臓および胸腺はヒトT細胞の発達をサポートするものの、マウスの主要組織適合遺伝子複合体（MHC）に親和性を持つT細胞は排除されないため、^{Hu‑CD34+マウス}モデルに見られるよりもGvHDの発生率が高くなる。⁴

HISマウスは、高度な免疫不全を有するバックグラウンド系統から作出されています。マウスの免疫不全度が高いほど、ヒト免疫系の生着および再構築が良好になります。 BRGSF（BALB/c^{Rag2tm1FwaIl2rγtm1CgnSirpαNODFlt3tm1lrl}）モデルは、BALB/cの遺伝的背景を持ち、IL-2受容体共通γ鎖（IL2rγ）およびRag2に変異を有している。その結果、このマウスは、SCID系免疫不全マウスで報告されているものとは対照的に、マウス由来のB、 T細胞、あるいはNK細胞のリーケージを示さない。これは、SCID系免疫不全マウスについて報告されているものとは対照的である。⁸さらに、BRGSFは、NOD特異的な多型^Sirpα*の発現により高度なヒト異種移植能を示し、また、胎児肝キナーゼ-2 （Flk2）の欠損による骨髄系細胞群の著しい減少により、このモデルおよびその派生系統（例：^{BRGSF‑A2‑HIS**}）は高度な免疫不全を示し、SCIDマウスよりもヒト免疫系の生着および成熟に適している。^10,11

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さらに、BRGSF‑HISマウスは、外因性のヒトFlt3リガンドを投与することで、ヒト樹状細胞コンパートメントを特異的に増強することができ、その結果、ヒト免疫細胞の応答が増強され、より特異的なものとなる。¹²注目すべきは、BRGSF‑HISマウスがワクチン接種時および腫瘍細胞に対しても反応性を示すことであり、これにより、ワクチン開発、二重特異性抗体、CAR‑T細胞療法の評価、ならびに感染症や炎症性疾患の病態生理の研究を行う上で理想的なモデルとなっている。^13–15

^*CD47との相互作用により、Sirpαは宿主細胞による貪食を抑制する（すなわち、「私を食べないで」というシグナル）。^9
**生後55週のBRGSF-A2-HISマウスを用いた研究により、ヒトT細胞のキメラ性が維持されていることが実証された。¹⁰

関連項目：
第1部：免疫腫瘍学におけるより効果的な前臨床モデルを目指して

第2部：免疫腫瘍学研究のための新しい免疫不全モデル「BRGSF」

第4部：免疫腫瘍学研究のためのヒト化免疫チェックポイントマウスモデル

第5部：PK/PD研究に最適な強力なモデル「HSA/hFcRn」

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参考文献：

1. De La Rochere, P.; Guil-Luna, S.; Decaudin, D.; Azar, G.; Sidhu, S. S.; Piaggio, E. 免疫腫瘍学の研究のためのヒト化マウス。Trends Immunol. 2018, 39 (9), 748–763. https://doi.org/10.1016/j.it.2018.07.001.
2. Allen, T. M.; Brehm, M. A.; Bridges, S.; Ferguson, S.; Kumar, P.; Mirochnitchenko, O.; Palucka, K.; Pelanda, R.; Sanders-Beer, B.; Shultz, L. D.; Su, L.; PrabhuDas, M. 「ヒト化免疫系マウスモデル：進展、課題、そして可能性」。Nat. Immunol. 2019, 20 (7), 770–774. https://doi.org/10.1038/s41590-019-0416-z.
3. Mosier, D. E.; Gulizia, R. J.; ベアード, S. M.; ウィルソン, D. B. 重篤複合免疫不全症のマウスへの機能的なヒト免疫系の移植。Nature 1988, 335 (6187), 256–259. https://doi.org/10.1038/335256a0.
4. Skelton, J. K.; Ortega-Prieto, A. M.; Dorner, M. 「ヒト化マウスのヒッチハイカーズ・ガイド：ウイルス感染研究への新たな道筋」。Immunology 2018, 154 (1), 50–61. https://doi.org/10.1111/imm.12906.
5. Lan, P.; Tonomura, N.; Shimizu, A.; Wang, S.; Yang, Y.-G. ヒト胎児胸腺／肝臓およびCD34+細胞の併用移植による免疫不全マウスにおける機能的なヒト免疫系の再構築。Blood 2006, 108 (2), 487–492. https://doi.org/10.1182/blood-2005-11-4388.
6. Lavender, K. J.; Messer, R. J.; Race, B.; Hasenkrug, K. J. C57BL/6 Rag2(-/-)Γc(-/-)CD47(-/-)系統を背景とする骨髄・肝臓・胸腺（BLT）ヒト化マウスの作製。J. Immunol. Methods 2014, 407, 127–134. https://doi.org/10.1016/j.jim.2014.04.008.
7. Karpel, M. E.; Boutwell, C. L.; Allen, T. M. 「HIV感染の小動物モデルとしてのBLTヒト化マウス」。Curr. Opin. Virol. 2015, 13, 75–80. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2015.05.002.
8. Li, Y.; Mention, J.-J.; Court, N.; Masse-Ranson, G.; Toubert, A.; Spits, H.; Legrand, N.; Corcuff, E.; Strick-Marchand, H.; Di Santo, J. P. ヒト樹状細胞（DC）の分化が選択的に促進される新規Flt3欠損HISマウスモデル。Eur. J. Immunol.2016, 46 (5), 1291–1299. https://doi.org/10.1002/eji.201546132.
9. Tsai, R. K.; Discher, D. E. ヒト細胞間の食作用シナプスにおけるミオシンIIの不活性化による「自己」貪食の抑制.J. Cell Biol. 2008, 180 (5), 989–1003. https://doi.org/10.1083/jcb.200708043.
10. Labarthe, L.; Henriquez, S.; Lambotte, O.; Di Santo, J. P.; Grand, R.; Pflumio, F.; Arcangeli, M.; Legrand, N.; Bourgeois, C. 『Frontline Science』：BRGSF‐A2ヒト化マウスにおけるヒトT細胞の消耗および老化マーカーのプロファイルは、ヒト検体におけるものと類似している。J. Leukoc. Biol. 2020, 107 (1), 27–42. https://doi.org/10.1002/JLB.5HI1018-410RR.
11. Legrand, N.; Huntington, N. D.; Nagasawa, M.; Bakker, A. Q.; Schotte, R.; Strick-Marchand, H.; de Geus, S. J.; Pouw, S. M.; Böhne, M.; Voordouw, A.; Weijer, K.; Di Santo, J. P.; スピッツ, H.in VivoヒトT細胞およびナチュラルキラー（NK）細胞の最適な恒常性維持には、CD47とシグナル調節タンパク質α（SIRPα）との機能的相互作用が必須である。Proc. Natl. Acad. Sci. 2011, 108 (32), 13224–13229. https://doi.org/10.1073/pnas.1101398108.
12. Lopez-Lastra, S.; Masse-Ranson, G.; Fiquet, O.; Darche, S.; Serafini, N.; Li, Y.; Dusséaux, M.; Strick-Marchand, H.; ディ・サント, J. P. 機能的なDC間のクロストークが、ヒト化マウスにおけるヒトILCの恒常性を促進する。BloodAdv.2017, 1 (10), 601–614. https://doi.org/10.1182/bloodadvances.2017004358.
13. Fior, J. HIVに対する細胞療法としてのSupT1細胞注入：Hu-PBMC BRGSマウスを用いたパイロット研究の結果。『Vaccines』2016, 4 (2), 13. https://doi.org/10.3390/vaccines4020013.
14. Masse-Ranson, G.; Mouquet, H.; Di Santo, J. P. HIV感染の病態生理および治療を研究するためのヒト化マウスモデル。Curr. Opin. HIV AIDS 2018, 13 (2), 143–151. https://doi.org/10.1097/COH.0000000000000440.
15. Valton, J.; Guyot, V.; Boldajipour, B.; Sommer, C.; Pertel, T.; Juillerat, A.; Duclert, A.; Sasu, B. J.; デュシャトー, P.; ポワロ, L. キメラ抗原受容体T細胞免疫療法のための汎用的な安全対策.Sci. Rep. 2018, 8 (1), 8972. https://doi.org/10.1038/s41598-018-27264-w.