Th1 型制御性 T 細胞の除去は安全にがん免疫を誘導する―特定の免疫細胞サブセットをターゲットできる新技術―
キーワード： 抗腫瘍免疫、制御性 T 細胞、VeDTR システム、自己免疫疾患【研究成果のポイント】

特定の免疫細胞だけを標識し、さらに除去できる新型マウスの開発に成功
 このマウスを活用し、制御性 T 細胞（Treg）（※1）のサブセットの一つである Th1-Treg を標識、様々な腫瘍に蓄積していることを発見
 Treg の除去は強い自己免疫ひきおこすことが知られているが、Th1-Treg のみを除去した場合は自己免疫をおこさずにがん免疫（※2）を誘導したことから、新規がん免疫療法への応用に期待概要
大阪大学微生物病研究所の岡本将明 特任研究員（常勤）、山本雅裕教授（免疫学フロンティア研究センター、感染症総合教育研究拠点兼任）らの研究グループは、Treg のサブセットの一つである Th1-Treg が様々な腫瘍に高度に蓄積すること、さらに、Th1-Treg を選択的に除去すると自己免疫にならずに強いがん免疫を誘導できることを世界で初めて明らかにしました。
制御性 T 細胞はヘルパーT 細胞（Th 細胞）（※3）を抑制する機能を持つ細胞で、対応する Th 細胞 に よ っ て Th1-Treg 、 Th2-Treg 、 Th17Treg のサブセットに別れます。これまで研究されてきた制御性 T 細胞（Treg）除去療法では、すべての Treg を除去してしまうため、強い自己免疫をおこし免疫系が自らの組織を攻撃してしまうことが大きな問題でした。
図 1 VeDTR マウスによる Th1-Treg の除去は抗腫瘍免疫を起こすが、自己免疫は起こさない

今回、山本教授らの研究グループは、任意の免疫細胞集団を標識し除去できる新型マウス(VeDTR マウス)を開発し、Th1-Treg だけを標識・除去することに成功しました。その結果、Th1-Treg が腫瘍に高度に蓄積していること、また腫瘍形成後に Th1-Treg を除去することによって強いがん免疫が誘導され腫瘍の増大が抑制されることことを発見しました。全 Treg サブセットを除去するとがん免疫のみならず、全身性の激しい自己免疫を起こしますが、Th1-Treg に絞った除去はがん免疫の効果は Treg 全体の除去と同程度だったにも関わらず自己免疫は起こしませんでした。これにより、Th1-Treg を標的とした安全ながん免疫治療法の開発が期待されます。

研究の背景私たちの体には腫瘍の形成や病原体の感染に対抗するために免疫系が備わっています。免疫系を担う細胞は抗体を産生するＢ細胞やそれに抗原の情報を伝えるＴ細胞、腫瘍や病原体を食べバラバラに分解し抗原ペプチドに分解するマクロファージや樹状細胞などの自然免疫細胞などの様々な亜集団（サブセット）から成り立っています。Ｔ細胞もＣＤ４陽性Ｔ細胞（ヘルパーＴ細胞）やＣＤ８陽性Ｔ細胞（キラーＴ細胞）などのサブセットから成り立ち、さらにヘルパーＴ細胞もＴｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ17 や Treg などのサブセットから成り立っています。Th1、Ｔｈ２や Th17 は感染の時に免疫系を誘導する CD4 陽性 T 細胞のサブセットです
が、Treg は逆にそれらの免疫を抑制している CD4 陽性 T 細胞サブセットです。腫瘍にはＴｒｅｇが蓄積していることからＴｒｅｇを標的とする様々ながん免疫療法がこれまで考案されています。動物モデルでのTreg の除去やヒトでの Treg の機能不全によってがん免疫が誘導されるだけではなく、全身性の自己免疫疾患となり、最悪の場合、致死となることが問題です。一方で Treｇ研究では Treg に Th1-Treg,Th2-Treg, Th17-Treg といった Th1（あるいは Th2, Th17）依存的な免疫だけを抑制するサブセットがあることが報告されていました。抗腫瘍免疫では Th1 が重要であることから、Th1-Treg がそのがん免疫を抑制すると想定されていますが、Th1-Treg だけを解析できる適切な手法がなく、Th1-Tregのがん免疫での役割や自己免疫の抑制における役割はよく分かっていませんでした。
研究の内容
山本教授らの研究グループでは、2 種類の遺伝子の発現で特徴づけられた任意の細胞集団の標識し除去 できる新型 マウス システ ム （ VeDTR マ ウス ）を開 発しま し た（ 図 １）。Th1-Treg が Foxp3 とTbx21(T-bet としても知られている)の 2 種類の転写因子の発現で特徴づけられることから Foxp3-Cre/Tbx21Flp/VeDTR マウス（Th1-Treg マウス）を作製したところ、Th1-Treg が特異的に蛍光タンパク質（YFP）で標識され、さらに除去可能になりました（図１）。
次に、Th1-Treg マウスを使って、生体内でどこの組織に Th1-Treg が存在しているかフローサイトメトリーで確認したところ、腫瘍内で顕著に多く存在していることを見出しました（図２）。さらにジフテリアト
キシン（※4）投与によって腫瘍内から Th1-Treg を除去したところ、腫瘍の増殖速度が遅くなり（図３A）,さらに、腫瘍内での抗腫瘍免疫反応が高まっていました（図３B）。最後に、Th1Treg の 選 択 的 除 去 とTreg 全体の除去のがん免疫と自己免疫を比較しました。その結果、Treg 全体の除去では顕著な体重減少や全身性の強い自己免疫症状を示しましたが、Th1-Treg の除去では体重減少も見られず、また自己免疫症状も示しませんでした（図４A）。また抗腫瘍効果については、Th1-Treg の除去と Treg 全体の除去との間で差は認められませんでした（図４B）。以上のことから、Th1-Treg のがん免疫における重要な役割が分かりました。

本研究成果が社会に与える影響（本研究成果の意義）
本研究成果により、Th1-Treg の除去が自己免疫の起きない安全性の高い新規がん免疫療法となることが期待されます。また、本研究で開発された VeDTR マウスは Treg サブセットにとどまらず、他の免疫細胞や、理論的には様々な分野での任意の細胞集団を標的化でき、高い生物学的波及効果が期待されます。

特記事項
本研究成果は、2023 年７月 12 日に米国科学誌「Cell Reports」（オンライン）に掲載されました。
タイトル：“A genetic method specifically delineates Th1-type Treg cells and theirroles in tumor immunity”
著者名：Masaaki Okamoto, Miwa Sasai, Ayumi Kuratani, Daisuke Okuzaki, Masaya
Arai, James B Wing, Shimon Sakaguchi and Masahiro Yamamoto
ＤＯＩ：１０.1016/j.celrep.2023.112813.
なお、本研究は、ＪＳＴ創発的研究推進事業「次世代型免疫細胞サブセット解析手法の開発とその実装」の一環として行われました。

用語説明※1 制御性 T 細胞（Treg）
獲得免疫系の T 細胞のサブセットの一つで、獲得免疫系のブレーキ役。Treg が無くなると自己免疫疾患になる。転写因子 Foxp3 を特異的に発現する。
※2 がん免疫
抗腫瘍免疫ともいわれる。がん（腫瘍）に関する免疫系のこと。腫瘍内にはがん免疫を担う免疫細胞のみならず、がん免疫を抑制する免疫細胞も蓄積していることが分かっており、これらを標的とした新規のがん免疫療法の開発が世界的に競争になっている。
※3 ヘルパーT 細胞（Th 細胞）
CD4＋細胞/CD4 陽性細胞としても知られる。獲得免疫系で重要な役割を果たす T 細胞の一種で、B 細胞など他の免疫細胞の活動を助ける。Th1 細胞、Th2 細胞、Th17 細胞の３つの主要なサブセットに分かれる。
※4 ジフテリアトキシン
細菌の毒素の一つで、ヒトやサルには毒性が強いが、マウスでは毒性が低い。マウスでヒト型のジフテリアトキシン受容体（DTR）を発現させると高感受性となる。これを利用して、特定の細胞でだけDTR を発現させて、ジフテリアトキシンで除去する方法が良く使われている。

【山本教授のコメント】
私たちの体の中には様々な系譜の細胞がいます。最近、これまでに知られていなかったような様々な亜集団に分かれおり、感染症や疾患特異的に現れることが分かってわかってきましたが、その多くの役割はわかっていません。今回の新技術を使えば、そのような機能不明のどのような細胞集団でも標的化できるので、幅広い分野で応用研究が展開可能になります。