BRGSF-HISマウスにおける腫瘍微小環境内の骨髄系細胞を標的とする

免疫療法の登場は、腫瘍学に革命をもたらしました。これは、治療が腫瘍細胞を標的とするだけでなく、現在では主に免疫細胞を標的としているためです。免疫チェックポイント阻害を通じてエフェクターT細胞を標的とする多くの化合物が開発され、その有効性が実証されていますが、現在では、腫瘍微小環境（TME）に存在する腫瘍関連骨髄系細胞が、特にICP療法に対する潜在的な耐性を克服および／または回避するという観点から、大きな関心の的となっています。

免疫腫瘍学における骨髄系細胞の研究に関連する前臨床モデル

ヒト免疫系を再構成した免疫不全マウスは、免疫療法の試験における有用性と有効性が実証されており、現在では広く利用されている。¹こうしたモデルの一つであるBRGSF-HISマウスは、1年以上にわたり安定した生着を示し、²移植片対宿主病を発症せず、機能的なヒトリンパ系および骨髄系コンパートメントを形成する。 さらに、BRGSF-HISマウスのヒト骨髄系細胞群は、副作用を伴わずに外因性のヒトFlt3Lを注射することで増強することができる。^³その他の特徴として、BRGSF-HISマウスはマウスおよびヒトのがん細胞株の生着を許容し、^⁴⁻⁶がんの発生を研究し、新規治療法を評価するための貴重な前臨床モデルとなっている。

BRGSF-HISマウスにおけるFlt3Lによる骨髄系細胞の増強を伴う、最適化された非小細胞肺がんモデル

A549細胞株は、非小細胞肺がん（NSCLC）の研究において、腫瘍学分野で広く用いられている。これらの細胞をBRGSF-HISマウスに接種すると腫瘍が発生するが、腫瘍細胞の接種前にFlt3を1回ブースティングしても、腫瘍の増殖には影響を与えない（図1A）。 興味深いことに、この1回のFlt3ブースティングは、浸潤するヒト免疫細胞の割合に有意な変化をもたらさない（図1B）が、腫瘍微小環境（TME）における腫瘍浸潤T細胞（^主にCD8+T細胞；図示せず）および骨髄系細胞の増加、ならびに腫瘍浸潤NK細胞の減少と関連している（図1C）。 特に注目すべきは、Flt3ブースティングを施したBRGSF-HISマウスの免疫浸潤プロファイルが、NSCLC患者で観察されるものに近いこと^である⁷。T細胞が大部分を占めている（Flt3-BRGSF-HISマウスで36％に対し、NSCLC患者では46.5％）。

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図1. BRGSF-HIS非小細胞肺がん（A549）腫瘍モデルにおけるFlt3Lによる骨髄系細胞群の増強効果。生後25週のBRGSF-HISマウスに、A549の接種（D0）に先立ち、hFlt3/Fcまたは溶媒を投与した。 40日間にわたり腫瘍の増殖を追跡し（A）、腫瘍（400～500^mm³）を採取してフローサイトメトリーにより解析した。 ^{ヒトCD45+細胞の}割合を測定し（B）、免疫浸潤細胞の構成を同定した（C）。^{T細胞＝hCD3+}；^{NK細胞＝hCD3-/hCD19-/hCD56+}；^{骨髄系細胞＝hCD3-/hCD19-/hCD56-。}腫瘍内にはB細胞（^hCD19+）は認められなかった。3人のドナーから得られた26匹のマウスからのデータ。

BRGSF-HISトリプルネガティブ乳がんモデルは、患者の腫瘍微小環境（TME）を再現している

ヒトのトリプルネガティブ乳がん（TNBC）細胞株MDA-MB-231は、がん研究や創薬において広く利用されている。

図2. TNBC BRGSF-HISモデルはドナーに依存せず、TNBC患者の腫瘍微小環境（TME）を再現する。生後22週のBRGSF-HIS マウスに、MDA-MB-231の接種（D0）に先立ち、hFlt3/Fcを投与した。 30日間にわたり腫瘍の増殖を追跡し（A）、腫瘍（400～500^mm³）を採取してフローサイトメトリーにより解析した。 生細胞中の^{ヒトCD45+細胞}の割合（B）、骨髄系細胞中のヒト単球の割合（C）、単球中の^hCD206+M2マクロファージの割合（D）、^{およびhCD80+および/またはhCD86+の}活性化M2マクロファージの割合（E）を測定した。 T細胞 = ^hCD3+/hCD56-；NK細胞 = ^hCD3-/hCD56+；骨髄系細胞 = ^{hCD3-/hCD56-/hCD11b+/hCD33+}；B細胞 = ^hCD19+/hCD3-；単球 = ^{hCD19-/hCD3-/hCD14+。}5人のドナーから得られた25匹のマウスからのデータ^。

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FLt3で増強されたBRGSF-HISマウスに移植すると、 in vivo MDA-MB-231細胞の増殖は、^CD34+ドナーに依存しない（図2A）。TNBC患者と同様に、MDA-MB-231を移植したBRGSF-HISマウスの腫瘍微小環境（TME）には、骨髄系細胞が豊富に存在し、ヒトの浸潤免疫細胞の約60％を占めている（図2B）。 さらに、これらの浸潤性骨髄系細胞の70％は単球であり（図2C）、そのほとんどすべてが^{実際にはCD206陽性のM2}マクロファージである（図2D）。したがって、CD206を発現するM2マクロファージが、主要な腫瘍関連マクロファージである。 興味深いことに、M2マクロファージは、免疫抑制的な腫瘍微小環境（TME）を形成することにより、乳がんの発生、血管新生、浸潤、および転移を促進することが知られている。^{9 最後に}、hCD80 および hCD86 の共発現が示すように、これらの M2 マクロファージのほとんどは活性化されている（図 2E）。

これらのデータは、BRGSF-HISマウスがヒトのがんおよびその腫瘍微小環境（TME）をモデル化する上で有用かつ信頼性が高いことを示しており、BRGSF-HISマウスは、特に腫瘍関連骨髄系細胞を標的とする治療法をはじめとする、潜在的な免疫療法を研究するための優れたモデルとなっている。

なお、BRGSF-HISモデルは、免疫腫瘍学、代謝、心血管疾患、神経科学など、複数の研究分野における数多くの前臨床モデルを設計・提供しているgenOwayから入手可能です。

参考文献：

1. De La Rochere, P. ほか. 免疫腫瘍学の研究のためのヒト化マウス.Trends Immunol 39 , 748-763 (2018). https://doi.org:10.1016/j.it.2018.07.001
2. Labarthe, L. et al. 「最前線の科学：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 Biol107, 27-42 (2020). https://doi.org:10.1002/JLB.5HI1018-410RR
3. Lopez-Lastra, S. et al. 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。Blood Adv1, 601-614 (2017). https://doi.org:10.1182/bloodadvances.2017004358
4. Tentler, J. J. et al. 新規β-カテニンモジュレーターであるRX-5902は、トリプルネガティブ乳がんの非臨床モデルにおいて、免疫チェックポイント阻害剤の有効性を増強する。BMC Cancer20, 1063 (2020). https://doi.org:10.1186/s12885-020-07500-1
5. Capasso, A. et al. 腫瘍異種移植片を移植した造血系ヒト化マウスにおける抗PD-1単剤および併用免疫療法に対する免疫応答の特性評価。J Immunother Cancer7, 37 (2019). https://doi.org:10.1186/s40425-019-0518-z
6. Marin-Jimenez, J. A. et al. ヒト免疫系マウスモデルを用いたがん免疫療法の検証：治療反応とヒトキメラ性、治療変数、および免疫細胞の表現型との相関関係。Front Immunol12, 607282 (2021). https://doi.org:10.3389/fimmu.2021.607282
7. Stankovic, B. et al. 「ヒト非小細胞肺がんにおける免疫細胞の構成」。 Front Immunol9, 3101 (2018). https://doi.org:10.3389/fimmu.2018.03101
8. Zhang, Y. et al. 単一細胞解析により、トリプルネガティブ乳がんにおけるPD-L1阻害療法への反応に関連する重要な免疫細胞サブセットが明らかになった。Cancer Cell39, 1578-1593 e1578 (2021). https://doi.org:10.1016/j.ccell.2021.09.010
9. Qiu, X., Zhao, T., Luo, R., Qiu, R. & Li, Z. 「腫瘍関連マクロファージ：トリプルネガティブ乳がんにおける重要な役割」。Front Oncol12, 772615 (2022). https://doi.org:10.3389/fonc.2022.772615

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