免疫チェックポイント研究に有用なレポーター細胞株 ATCC^® Immune Checkpoint Reporter Cell Lines

さまざまな種類のがんの治療における免疫チェックポイント阻害物質の成功や、市場における免疫チェックポイント阻害物質の持続的な成長によって、この分野のさらなる開発に対する関心が高まっています。一方で、免疫学的モデルの本質的な複雑さ、また異なるがんの種類間での薬物反応のばらつきは、最も大きな課題となっています。

ATCC^®は、大規模な研究プロジェクトと免疫チェックポイント阻害物質の創薬研究を支援するために確立された新規免疫チェックポイント分子のいくつかについて、ヒト腫瘍および免疫細胞株をまとめた膨大なポートフォリオの包括的なタンパク質プロファイリングを実施しました。そして、このタンパク質プロファイリングデータに基づいて、内因性免疫チェックポイント分子リガンド（PD-L1、CD155およびB7-H3）を高発現する免疫チェックポイントレポーターがん細胞株を作成しました。レポーターシステムには、ルシフェラーゼ遺伝子の上流にINF-γ活性化部位（GAS）応答エレメントが含まれており、免疫チェックポイント分子のリガンドがT細胞媒介抗腫瘍活性を抑制するレセプターに結合することにより、ルシフェラーゼの発現が抑制されます。

まず、IFN-γ-IFN-γR JAK-STAT GAS-Luc2レポーターシステム用いて固形腫瘍細胞株を作製しました。このシステムでは、固形腫瘍細胞の殺傷プロセスにおける活性化CD8⁺細胞傷害性T細胞からのIFN-γ活性経路が確立されています（上図参照）。そして、固形腫瘍細胞と細胞傷害性T細胞の堅牢なレポーターアッセイシステムを構築し、50以上の細胞株でチェックポイントタンパク質のプロファイリングを実施しました。次にそのプロテオミクスの結果に基づいて、PD-L1免疫チェックポイント阻害物質の高い内因性発現を有するHCC827細胞株（ATCC^® CRL-2868™）を選択しました。

免疫チェックポイント阻害物質の存在下において、ルシフェラーゼ発現に基づく生物発光シグナルが生成されます。このシグナルを検出および定量することによって阻害物質の有効性、効力、動態を簡便に評価することができます。検証の結果、活性化されたCD8⁺細胞傷害性T細胞からのシグナル伝達を模倣するIFN-γの刺激に応答して、レポーターがん細胞の用量依存的な生物発光は約100～250倍の増加を示しました。また生物発光は、CD8⁺初代T細胞馴化培地による刺激に応答して約50～100倍の増加を示しました。特に、抗PD-L1ブロッキング抗体の存在下でのCD8⁺初代T細胞との共培養では、PD-L1レポーター細胞株からのルシフェラーゼシグナルは用量依存的に最大5倍の増加が観察されました。

ルシフェラーゼ発現および内因性免疫チェックポイント分子リガンド発現は、細胞株が30以上の倍加レベルに達した後も良好に維持されました。これらの結果から、免疫チェックポイント阻害物質によって引き起こされるT細胞媒介免疫応答の評価において、レポーターシステムの堅牢性と応答性を確認することができました。また、これらの免疫チェックポイントレポーターがん細胞株は、人工的な免疫チェックポイントリガンド過剰発現系を用いた同様のアッセイと比較して、優れたin vitroおよびex vivoアッセイの感度と再現性が得られました。そのため、免疫チェックポイント分子リガンドの適切な生理学的発現により、複雑な免疫学的モデルの簡素化が可能になると言えます。