背景

従来のキメラ抗原受容体T細胞（Chimeric Antigen Receptor T cell, CAR-T）治療薬は血液腫瘍において有効性を証明したが、固体腫瘍の克服には限界を示した。固体腫瘍細胞が形成する腫瘍微環境（Tumor Microenvironment, TME）は免疫細胞の浸潤を妨げ、免疫抑制シグナルを放出してT細胞を無力化する。T細胞のゲノムを遺伝子剪定技術（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPR）で操作して耐性を持たせる研究が活発に行われている理由である。

体外（in vitro）での検証方法はTMEの複雑な免疫抑制メカニズムを模倣できない。体内（in vivo）スクリーニングが腫瘍組織環境を再現する代替として注目される理由である。しかし、固体腫瘍内部に浸潤した腫瘍浸潤リンパ球（Tumor-Infiltrating Lymphocyte, TIL）の回収率が低いため、大規模スクリーニングは困難に直面してきた。体内環境における免疫細胞調節因子を全ゲノムレベルで解明するのが困難だったというわけである。

核心的発見

アメリカサンフランシスコのカリフォルニア大学（University of California, San Francisco, UCSF）のジュリア・カネヴァーレ（Julia Carnevale）教授チームは、固体腫瘍においてT細胞を効率的に回収できる体内モデルを開発した。ヒト悪性黒色腫細胞株A375がT細胞を刺激する抗CD3単鎖変異断片（single-chain variable fragment, scFv）を発現するように操作する手法を提示した。腫瘍細胞表面に人工免疫シナプスを形成し、T細胞の腫瘍内増殖を誘導する戦略である。これにより、固体腫瘍内部の腫瘍浸潤T細胞を分離収集できるようになった。

研究チームはこのモデルを基盤として、全ゲノムレベルのCRISPRスクリーニングを実施した。浸潤度と作動機能という二つの分野に分けてスクリーニングが行われた。浸潤領域では、プリン受容体P2RY8とGタンパク質アルファ13（Gα13）軸が浸潤阻害因子として明らかになった。作動機能領域では、GNAS遺伝子が主要な役割を果たすことが明らかになった。GNASが符号化するGタンパク質アルファサブユニット（Gαs）は、多くのGPCR下流の抑制シグナルを伝達するハブ役を果たす。実際にGNASを除去したCAR-T細胞は、アデノシン（adenosine）やプロスタグランジンE2（PGE2）が満たされた抑制環境でも腫瘍細胞の死を引き起こす効果を維持している。さらに、P2RY8とGNASを同時に編集したT細胞は、単一編集よりも優れた腫瘍制御能力を証明した。

意義と展望

今回の研究は、固体腫瘍の克服の手がかりとなる新しい免疫操作経路を発見したとして高い評価を受けている。従来は解明が困難だった体内の免疫抑制環境における遺伝子機能を全ゲノムレベルで達成したからである。特に、P2RY8とGNASの阻害がT細胞の浸潤と持続性を同時に改善するという事実は、今後の複合編集遺伝子治療薬の開発を活性化するものと見られている。

ただし、この技術を患者に直接適用するには補完すべき点が残っている。マウスモデルで確認された人工免疫シナプスの効果が人体内でも同様に再現されるか、追加の検証が必須である。遺伝子多重修正過程で意図しない変異を引き起こすオフターゲット（off-target）効果を制御する技術的安定性の確保も克服すべき難題として挙げられる。