人工多能性幹細胞由来ミエロイド細胞を用いたがん免疫療法の開発
研究背景と開発の必要性（ニーズ）
がん免疫細胞療法² CAR-T細胞療法² TCR遺伝子導入T細胞療法

熊本大学大学院	

ニーズ	
個別化治療（高額）
自己血液を利用した細胞療法

コストを抑えて広く応用可能な免疫療法

治療抵抗性獲得の問題

ネオアンチゲンを標的とするワクチン法² ペプチドワクチン² 樹状細胞ワクチン

免疫抑制チェックポイント阻害剤（ICB）² 抗PD-1/PD-L1抗体療法² 抗CTLA-4抗体療法

標的分子変異による治療抵抗性

個別化医療（高額）

多様ながん抗原を同時に標的とする免疫療法

患者毎のがん遺伝子変異解析

ICB抵抗性を克服する
免疫療法

非感受性患者が数多く存在
治療方針変更による医療費の高騰

本研究開発のコンセプト
大量生産が可能な免疫細胞プラットフォーム〜普遍的に投与可能な細胞製剤〜

多様ながん抗原を標的にする治療法〜ネオアンチゲン等のがん抗原を同定する必要がない〜

ICB抵抗性を克服
がん組織にT細胞浸潤が観察されない症例はICB抵抗性

人工多能性幹細胞に由来する
規格化された細胞製剤

多様な抗原を同時に標的とする免疫応答を惹起	

コストパフォーマンス	

効果の安定性患者採血の負担なし

汎用性の向上（低コスト）
ICB抵抗性の理解に基づくアプローチ
がん組織にT細胞浸潤を誘導する方法

HLA非依存性の効果（汎用性）	
ICB抵抗性を克服	

1型インターフェロン産生
ミエロイド細胞サイトカイン依存性に増殖するミエロイド細胞の構築〜人工多能性幹細胞から分化誘導〜
人工多能性幹細胞からミエロイド系細胞への分化誘導法	
A	
Myeloid cell
(MC)

ESC or iPSC

Day0

Proliferating
Myeloid cell
(pMC)

Day 6-7

Day13-14

B	
pMC-DC

pMC	

Day 26-27	

Day 23-24

OP9 Feeder	
GM-CSF	

Passage

GM-CSF+ M-CSF	

c-Myc transduction

IL-4 + GM-CSF	

Passage

IL-4
GM-CSF	C	
pMC	

100 mm

100 mm

20 mm

20 mm

Num. of cells（O.D.595）	

2.5

GM-CSF / M-CSF	
GM-CSF	M-CSF	
Medium	

21.5
10.50

ESC or iPSC	

Mesoderm	

Zhang R. et al. Cancer Immunol. Res. 2015	

Myeloid cell	DC-like cell	

01234day	Proliferation factor	

GM-CSF or M-CSF依存性に増殖
操作性・コストパフォーマンスに優れ大量生産が可能	

1型インターフェロン産生能を賦与したミエロイド細胞〜オートクラインシステムによって免疫細胞の遊走を誘導する液性因子を産生〜	
GM-CSF非存在下でも1型IFNを産生
IFN-α-pMC	
1.5

Num. of cells"（O.D.595）	

pMC	

C	
GM-CSF / M-CSF	
GM-CSF	M-CSF	
Medium	10.54000"

IFN-α-pMC	

3000"
2000"

D	

Cxcl10	Relative exp.	

IFN-α-pMC	

B	

IFN-α (pg/mL)	

A	

自己の1型IFN受容体を介したシグナルでT細胞遊走を誘導する液性因子を産生

200"150"*	

100"1000"50"0"0"00E	

1234F	

Relative exp.(×10-2)	

Medium	pMC	
6IFN-α-pMC	

420

1型IFN産生能を賦与したpMC
単に1型IFNを産生するたけではなく、白血球遊走を誘導する多様な液性因子を産生

Ccl6	
Ccl9	
Ccl3	
Ccl2	Il16	
Ccl22	
Cx3cl1	
Ccl4	
Cxcl2	
Ccl12	
Cxcl9	Ccl5	Cxcl10	

投与部位のみならず遠隔部位のがんを制御〜投与局所に留まりながら低レベルの1型IFNを持続的に産生〜	Tumor	 Treatment	

0	C	5	 6	 7	B	Treatment	12	13	14	Distant site	
Tumor volume (mm3)	

A	

Treatment site	

2000"

2000
Mice"
C57Bl/6""
Tumor"
B16-OVA	

1500"
1000"

1500

*	1000500"0"

day5	0day7	

Color Scale"
Min = 2.44e6"
Max = 6.72e7

day11	

Total flux (×108 photon/sec)	

5"

D	

*	

500

10"

15"

5"

20"

10"

15"

20"
(Days)	

20"

20

Mice"
C57Bl/6""
Tumor"
B16-OVA	

15"
10"

10

*	
55"
0"
4"

6"

400

F	

rIFN-α (104 units)	
IFN-α-pMC	

300
200
100
00

10

Tumor volume (mm3)	

低レベルの1型IFNを持続的に産生

IFN-α (pg / mL)	

E	

8"

10"

3000"

*	012" 4"

6"8"10"1000"

20*	1000n.s.	
05"10"

15"

20"

5"

10"

15"20"(Days)	

Treatment tumor	

Distant tumor	

Draining lymph node	G	
Day 1	

Day 1	1 mm	

投与局所に留まって抗腫瘍効果を発揮

Day 1	200 μm	

1 mm	

200 μm	

1 mm	

Day 2	

Day 2	

Day 2	

Day 3	

Day 3	

Day 3	Day 4	

Day 4	

Day 4	×10	×40	×10	×40	

リコンビナント1型IFNよりも優れた効果を発揮する
No treatment	
IFN-α-pMC	
rIFN-α	20000"

No treatment	
pMC	
IFN-α-pMC	

12"

3000
Mice"
C57BL/6""Tumor"
B16-OVA	

2000"

がんの局所に投与すると遠隔部位のがんまでも制御

15(Days)	

500

No treatment	
pMC	
IFN-α-pMC	×10	200 μm	×40	投与局所のみならず遠隔部位にT細胞の浸潤を誘導〜投与部位と遠隔部位に同じTCR遺伝子配列をもつT細胞が存在〜	

Treatment site	Distant site	

Depletion Ab	Control Ab	

8"4"0"

投与部位と遠隔部位に同じTCR遺伝子配列を持つT細胞が存在＝全身性の免疫応答を惹起

250"
200"
150"
100"
50"0"

**	

F	

**	

2500"
2000"
1500"
1000"
500"0"

がんを特異的に傷害するT細胞が存在

Treatment site	

TRBV	

9"
6"
3"0"

1357911131517192123

Distant site	

系列8系列1 TRBJ	

TRBV	

3"
2"
1"0"

1357
911131517192123

Spleen	TRBV	

系列8TRBJ	
系列1TRBJTRBJ2-7
TRBJ2-3
TRBJ1-6
TRBJ2-7TRBJ1-6
TRBJ2-5
TRBJ2-4
TRBJ2-7
TRBJ2-3
TRBJ2-1
TRBJ1-2
TRBJ1-5
TRBJ2-5
TRBJ2-1
TRBJ2-1
TRBJ2-3
TRBJ2-3
TRBJ1-2
TRBJ1-6
TRBJ2-5
TRBJ2-3
TRBJ1-3
TRBJ2-2
TRBJ1-4
TRBJ2-4
TRBJ2-7
TRBJ2-1
TRBJ2-3
TRBJ2-1
TRBJ2-4

TRB Ranking Top1-50
CDR3Reads Frequency
CASSLELGGREQYF
2172
3.87
CASSQGLGGAETLYF
1740
3.10
CASSQDPHSYNSPLYF
1473
2.63
CASSPPGGKEQYF
1347
2.40
CASRGDNSPLYF
1061
1.89
CASSVTVGQDTQYF
1019
1.82CGARGAENTLYF
10171.81
CASSLGGYEQYF
9051.61CASSPPGGSETLYF
8541.52
CASGDGGNYAEQFF
758
1.35
CGATRGANSDYTF
585
1.04
CTCSRDNQAPLF
570
1.02
CASSQVGPDTQYF
565
1.01
CASRDSLAEQFF
562
1.00
CASSLPAIDNYAEQFF
4160.74CASSLDNRGAETLYF
4080.73
CASSLGAAETLYF
3680.66CASSLESSDYTF
3610.64
CASSFHRDYNSPLYF
3560.64CASSPPGGEDTQYF
3540.63
CASGQGSAETLYF
354
0.63
CGARDNSGNTLYF
3010.54
CASGDVGNTGQLYF
2690.48
CASQGADERLFF
2670.48
CASSQTQGGSQNTLYF
2550.45CASSQEGDNYEQYF
2550.45CASSQDTGFYAEQFF
2470.44CASSQDYRLGSSAETLYF
2410.43CASSGQGNYAEQFF
2380.42CASSRTGGSQNTLYF
2360.42

Left Rank

Spleen Rank

15832874661703614835797-43159-

Negative"
tetramer	

OVA"
tetramer	

Tetramer	

系列8系列1 TRBJ	TRBVTRBV16
TRBV5
TRBV5
TRBV5
TRBV13-1
TRBV16
TRBV20
TRBV13-3
TRBV5
TRBV13-2
TRBV20
TRBV1
TRBV2
TRBV13-1
TRBV26
TRBV16TRBV4
TRBV15
TRBV14TRBV5
TRBV13-3
TRBV20
TRBV13-2
TRBV13-1
TRBV5
TRBV2
TRBV2
TRBV5
TRBV13-3
TRBV19Treatment site	*	1000"
800"
600"
400"
200"0"

ネオアンチゲン反応性
T細胞応答を誘導

G	Peptide	(-)	

wtAdpgk	

ASMTNRELM"

mAdpgk	ASMTNMELM"

CD8α	
EphA2	

Lysis (%)	

0"

13
5
7
911
13
15
17
19212310"

Rank
12
3
4
56
78
910
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

Distant site	*	100"
80"
60"
40"
20"0"

Ag peptide	Medium	

E: T ratio	

1500"
1000"

**	

500"
0"

RMA-S	

MC38"

E	12"30"
25"
20"
15"
10"
5"
0"

mRe"

D	

**	
**	

Gzmb	
**	

EphA2 Db"

CD8	Distant	

16"

Cd8	
**	

mAd"

Treatment	

Relative exp.	

Cd3e	

wtRe"

IFN-α-pMC	

wtAd"

pMC	(-)"

No treatment	

細胞傷害分子Gzmb発現を誘導

B	

Tumor volume (mm3)	

A	

CD8+細胞を除去するとC	 効果が消失＝CD8+T細胞依存性

Number of spots	

遠隔部位のがんにT細胞浸潤を誘導＝PD-1/PD-L1阻害療法と相性が良い

所属リンパ節に存在するクロスプレゼンテーションDCの活性化を誘導〜ホスト免疫系の活性化を誘導して全身性の抗腫瘍効果を発揮〜	
DTxで樹状細胞（DC）を除去すると遠隔部位の抗腫瘍効果が低下＝DCが重要な役割を果たす

A	B	

E	

Tumor	

0	Treatment	

4	 5	 6	 7	DTx	Treatment	11	12	13	14	DTx	 DTx	DTx	Tumor volume (mm3)	

Distant site	

Treatment site	

Mice"
CD11c-DTR → WT	
"B16-OVA"
WT	

4000"
3000"
2000"

4000"

2000"

1000"

1000"

0"

0"
5"

10"

15"

No treatment	
DTx	
IFN-α-pMC	
IFN-α-pMC / DTx	

3000"

20"

n.s.	

5"

25"

10"

15"

20"

25"
(Days)	

CD11c+ XCR1- DC	MFI"(αH2-Kb/OVA)	

CD11c+ XCR1+ DC	

CD169+ F4/80- Mφ	

1500"

1500"

1500"

1000"

1000"

1000"

500"

500"

500"

0"

0"

0"

樹状細胞（DC）の活性化を誘導＝がん特異的T細胞活性化を促進

D	

CD11c+ XCR1+ DC	

MFI"(αCD86)	

C	

樹状細胞（DC）によるがん抗原の抗原提示が上昇＝がん特異的T細胞を活性化

CD11c+ XCR1- DC	

CD169+ F4/80- Mφ	

16000"

16000"

16000"

12000"

12000"

12000"

8000"

8000"

8000"

4000"

4000"

4000"

0"

0"

0"

1型IFN産生ミエロイド細胞：
ホスト免疫系に作用してがん特異的なT細胞応答を惹起ヒト人工多能性幹細胞由来ミエロイド細胞（ゼノグラフトモデル）〜がん組織に遊走・浸潤して持続的な抗腫瘍効果を発揮〜	

腹膜播種モデル	
NUGC-4(GFP)	 iPS-ML(PKH-26)	

GFP発現腫瘍細胞
腹腔内投与（腹膜播種モデル）	  あるいは	  脾臓内投与（肝転移モデル）	

Cancer"
iPS-ML"
がん組織内に浸潤
がん局所に集積SpleenSCID mouse

200 µm�

肝転移モデル	

赤色蛍光色（PKH26）標識
iPS-MLを腹腔内投与

MKN45	

Liver"

Cancer"
Meta"

Portal region	Spleen"Tumor"

Metastases

iPS-ML"
Tumor"
200μm"

マウス胚性幹細胞由来1型IFN産生ミエロイド細胞〜大腸がんの腹膜播種を抑制〜	
162330Tumor growth"

9"Control	Day 280	  70	  Control（未治療）	

60	  	  	  腫瘍増殖率		  	50	  40	  control	  30	  IFNb-­‐ML	  20	  ES-ML/IFNβ"10	  0	  day2	  day9	   day16	   day22	   day30	  Days after cancer cell implantation	

s u r v iv a l	   ( %)ML/IFNβ	survival (%)	治療	c o ntro l		  	  100

IF N b-­‐ MLES-ML/IFNβ"

8060
40

P<0.0001	

20Control（未治療）	

0030

6090

D a y s 	   e la p s e d120150

Days after cancer cell implantation	
Colon26 > BALB/c	ヒトiPSC由来1/2型IFN産生ミエロイド細胞・肝細胞がんゼノグラフトモデル〜1型IFNと2型IFNの併用で抗腫瘍効果が増強〜	Control	Day 10	 17	 24	 31	 38	 45	Tumor growth"

90"
80"
70"

Control（未治療）	

60"
50"
40"
30"
20"

iPS-ML/IFNβ+γ"10"0"10	 17	 24	 31	 38	 45	100"

Day	  10〜	  週2回	  ×	  4週間	  腹腔内投与	  survival (%)	

90"
80"

ML/IFNβ+γ"70"60"

iPS-ML/IFNβ+γ"

50"
40"
30"
20"

Control（未治療）	

10"0"0"SK-Hep-1 > SCID	

20"

40"

60"

80"

100"

Days after cancer cell implantation	

120"

ヒトiPSC由来1/2型IFN産生ミエロイド細胞
治験実施の為の細胞製剤製造システム	

冷蔵	

冷凍	Sealer	

冷蔵	 加温	顕微	PRO	培

WAVE	Regulatory readiness
The ReadyToProcess WAVE 25 system is suitable forbiomanufacturing of regulated products under various
安 Systems. The use of UNICORN software
Quality Management
in a 21 CFR Part 11キ	and GAMP 5 compliant manner enables
遠心	use of the system in a regulated environment. Individualuser access permissions can be set and individual users
are password-protected. Active processes can be locked
to enable unattended operations without the risk ofunauthorized interference. All records are stored in a single,
unalterable database, including results and extended run
documentation. Additional validation support includes
comprehensive documentation on control system validation
as well as IQ/OQ services. Available validation support
documentation includes:

培	

冷凍	

冷蔵	

閉鎖式細胞	
プロセシング装置	

安キ	

冷凍	 冷凍	

Cell Processing Center�（熊本大学生命科学研究部 総合研究棟 ８F）	• Detailed description of the development model used for
UNICORN software• 21 CFR Part 11 system assessment in checklist format• Audit report and 21 CFR Part 11 conclusion on
functionality by an external, independent expertNetworking capabilities
UNICORN software operates in Windows XP® and Windows® 7
environments and the network ability allows real-time
control from a remote or local computer. Communicationis Ethernet-based and each instrument is controlled by a
dedicated instrument server. One database can be connected
to 32 systems and up to three instruments can be controlled
simultaneously from one UNICORN client.Results are saved
locally, in the rocker, during the run and then stored on thedatabase server. Because results and instructions are saved
locally on the embedded drives, a run can continue even inthe event of a network communication failure.

Cellbag bioreactors
Cellbag bioreactors are single-use bags for the noninvasive
mixing of culture medium and cells during cultivation (Fig 8).
Cellbag bioreactors require no sterilization or cleaning steps.
The disposable bioreactors provide a suitable environment
for cell growth while minimizing the cross-contamination risk.
The bags are manufactured from multilayer, laminated, clear
USP Class VI plastics and are easily connected to the full suiteof ReadyToProcess cell culture, purification, and fluid handling
products. The selection of Cellbag bioreactors is listed inTable 2. For more information about Cellbag bioreactors, seedata file 28-9511-36.
OpticalDO sensor
embeddedin bagOptional
tubing

Air inlet
filter

Inoculation/
harvest lines

OpticalpH sensor
embeddedin bagCellbag rod

Optional
tubingOptional
tubingNeedlelesssampling port

Fig 8. Presentation of typical Cellbag bioreactor fittings.
Table 2. Selection of Cellbag bioreactor sizes

Cellbag bioreactor*

閉鎖式自動細胞培養装置 WAVE-25	
Cellbag 2 L
UNICORN software can be integrated in a supervisory control
and data acquisition (SCADA) system such as the Emerson

Air outlet
filterWorking volume300† mL to 1 L

Cellbag 10 L

500 mL to 5 L

Cellbag 20 L

1 to 10 L

Cellbag 22 L

1 to 10 L

Cellbag 50 L

5 to 25 L人工多能性幹細胞に由来する
1型IFN産生ミエロイド細胞² CAR-T細胞療法、TCR遺伝子導入T細胞療法とは全く異なる機序を用いて、がんの排除を誘導する。

iPSC-pMC
1型IFN
直接抑制効果	
T細胞浸潤を誘導するケモカインDC

熊本大学大学院	

T細胞活性化	² がん抗原の同定を必要とせず、がん特異的T細胞の活性化を誘導できる。
² 免疫チェックポイント阻害剤との併用により優れた抗腫瘍効果を発揮する。
（メラノーマ・乳がん・大腸がん）² IFN産生能を賦与したヒトiPSC由来ミエロイド細胞は、ゼノグラフトモデルにおいて胃がん腹膜播種、転移性肝臓がんを抑制する。

ü In vivo POCを取得（済）ü ヒト人工多能性幹細胞由来・1型/2型IFN産生ミエロイド細胞を構築（済）ü ゼノグラフトモデルにおける効果証明（済）ü 国内特許取得（済）, 米国特許申請中
ü PMDA薬事相談進行中（ ） 非臨床試験 及び 治験フェーズ I パートナーのマッチングへ
原発性・転移性肝がん/胃がん/大腸がん/膵臓がん/乳がん/メラノーマ他

ヒトiPSC由来ミエロイド細胞を用いたがん治療	

臨床試験実施予定機関	  国立がん研究センター・東病院（病院長 大津 敦）	  	  問合せ・連絡先	  Ø 国立がん研究センター・先端医療開発センター・免疫療法開発分野	  ユニット長 植村靖史 E-­‐mail:	  yuemura@east.ncc.go.jp	  Ø 熊本大学大学院・生命科学研究部・免疫識別学講座	  准教授 千住 覚	  E-­‐mail:	  senjusat@gpo.kumamoto-­‐u.ac.jp