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特定の環境下で、免疫系は腫瘍細胞を認識し、抗原特異的な腫瘍拒絶反応を引き起こしますが多くの場合、腫瘍細胞は免疫系から逃避してしまいます。腫瘍は、様々な液性・細胞性メカニズムを介して免疫を抑制することができます。腫瘍微小環境（TME）における免疫系の役割を理解することは、抗がん免疫能を誘導・賦活させるさまざまな特異的療法の開発につながります。IMSでがん免疫学を研究しているグループは、さまざまながん種について、マウスモデルやヒト臨床サンプルを用い、治療に応用できる重要な治療標的分子の発見に努めています。例えば、角田グループ（医科学数理研究チーム）は、数学と計算科学の考え方や手法を駆使して、胃がんの免疫ゲノム解析結果ならびに新分類方法を報告しました。また、がんの転移について、次世代シーケンス解析データから多細胞のコロニー化を定量化する新手法を確立しました。中川グループ（がんゲノム研究チーム）は、食道がんのゲノムとRNAをシーケンス解析し、TMEにおける免疫応答が、化学療法に対する効果と深く関連していることを示しました。また、RNAシーケンス解析結果を使い、免疫微小環境を調整する候補薬物を探索しました。石川グループ（ヒト疾患モデル研究チーム）は、ヒト化マウスモデルにおける異種移植後にDNA・RNAシーケンス解析を実施し、急性骨髄性白血病（AML）幹細胞を同定しました。解析結果を統合し、個々の患者に対して決定的に重要な分子を特定し、これらの分子の脆弱部位とAMLを発症させる遺伝的事象とを関連付けました。藤井グループ（免疫細胞治療研究チーム）は、免疫原性を持つネオ抗原を同定し、ペプチドでパルスしたこれらの樹状細胞が、細胞傷害性T細胞の抗腫瘍作用を誘導することを確認しました。古関グループ（免疫器官形成研究チーム）は、トランスレーショナルリサーチ（TR）を進め、 iPS-NKT 細胞を用いた第1相治験を開始しました。また藤井グループは最近、AMLに対するaAVC-WT1療法の第1相医師主導治験を完了し、第2相治験の準備を進めています。これらのTRプロジェクトは、創薬・医療技術基盤プログラムによって支援されています。