腫瘍細胞株由来の異種移植片のサブタイプが、BRGSF-HISマウスにおける腫瘍微小環境の構成を決定づける

要旨

ヒトの免疫系を持つマウスの登場により、特に免疫療法の分野において、前臨床モデルの有用性は飛躍的に向上しました。BRGSF（Balb/C^Rag2−/−、^{IL2Rγ−/−}、SIRPαNOD および^Flt3−/−）は、マウスの骨髄系細胞が減少していることを特徴とする高度な免疫不全マウスです。 ヒト臍帯血^{由来のCD34+細胞を}移植したBRGSFマウス（BRGSF-HIS）では、機能的なリンパ系および骨髄系コンパートメントが形成される。この生着は1年以上安定しており（Labarthe et al., 2019）、マウスにGvHDは発症しない。骨髄系コンパートメントは、外因性のヒトFlt3Lを投与することで一時的に増強することができる。 ヒトサイトカインを過剰発現させてヒト骨髄系細胞を誘導する他のモデルとは対照的に、Flt3L処理を受けたBRGSF-HISマウスでは副作用は認められない。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、がんの発生を研究し、新規治療法を試験するための貴重な前臨床モデルとなっている。 Flt3Lによる刺激が骨髄系細胞群に及ぼす影響は、非小細胞肺がん（A549）腫瘍モデルにおいて確認されている。腫瘍細胞の接種前に1回の刺激を行うと、腫瘍微小環境（TME）において、腫瘍浸潤T細胞（^主にCD8+T細胞）および骨髄系細胞の増加、ならびに腫瘍浸潤NK細胞の減少が認められる。 ヒトトリプルネガティブ乳がん（TNBC）細胞株MDA-MB-231およびヒト膵臓腺がん細胞株HPAFIIは、がん研究や創薬において広く用いられている。我々は、BRGSF-HISマウスへの移植において、ヒト細胞株由来異種移植片（CDX）in vivo ^CD34+ドナー^に依存せず、TMEの構成が使用される細胞株によって異なることを示した。 TNBC患者で見られるように（Zheng et al., 2021）、MDA-MB-231を移植したBRGSF-HISマウスのTMEには、主に^{CD206+/CD163+}M2マクロファージからなる骨髄系細胞が豊富に存在することが確認された。 CD163を発現するM2マクロファージは、主要な腫瘍関連マクロファージであり、免疫抑制的なTMEを形成することで、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。興味深いことに、TMEの構成は時間の経過とともに変化し、進行期（腫瘍体積が^{500 mm³から}100^{0 mm³以上に}増加）ではT細胞の頻度が増加し、がん細胞の可塑性を示している。 対照的に、HPAFIIを移植したマウスのTMEは主にT細胞で構成されており、T細胞を基盤とした治療が可能となる。HPAFII腫瘍細胞を移植したBRGSF-HISマウスに対し、CD3xTAA + CD28xTAAに基づく併用療法を施したところ、溶媒のみを投与したマウスやCD3xTAAのみを投与したマウスin vivo 腫瘍増殖が効率的に抑制された。 併用療法により、TMEにおいてCD4およびCD8 T細胞の両方の数が増加するなど、全身的な免疫調節が誘導されることが観察された。 注目すべきことに、CDXの増殖動態^{においてはCD34+ドナー効果は}認められないものの、治療への反応はドナーに依存しており、「反応が弱い」群と「反応が良い」群が現れる。この反応の異質性は臨床で観察される現象を再現しており、治療の作用機序や免疫逃避メカニズムに関するさらなる調査を可能にする。

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