WO2023032957A1 - がんの予防および/または治療のための医薬組成物 - Google Patents

がんの予防および/または治療のための医薬組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2023032957A1
WO2023032957A1 PCT/JP2022/032534 JP2022032534W WO2023032957A1 WO 2023032957 A1 WO2023032957 A1 WO 2023032957A1 JP 2022032534 W JP2022032534 W JP 2022032534W WO 2023032957 A1 WO2023032957 A1 WO 2023032957A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
monocytes
cxcr1
mmp
antibody
cells
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/032534
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正人 田中
謙一 浅野
直輝 池田
聡志 四元
Original Assignee
学校法人東京薬科大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 学校法人東京薬科大学 filed Critical 学校法人東京薬科大学
Publication of WO2023032957A1 publication Critical patent/WO2023032957A1/ja

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/395Antibodies; Immunoglobulins; Immune serum, e.g. antilymphocytic serum
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • A61P35/04Antineoplastic agents specific for metastasis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/18Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans
    • C07K16/28Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans against receptors, cell surface antigens or cell surface determinants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • C12Q1/06Quantitative determination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/15Medicinal preparations ; Physical properties thereof, e.g. dissolubility
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer

Definitions

  • the present invention relates to pharmaceutical compositions for preventing and/or treating cancer.
  • Ym1-positive regulatory monocytes that increased in the bone marrow of late-stage inflammatory mice and migrated to peripheral tissues. That is, in mice in which Ym1-positive regulatory monocytes have been eliminated, weight loss and tissue repair associated with enteritis are delayed, and it was found that the monocytes promote inflammation suppression and tissue repair (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). Furthermore, recently, studies using cancer-bearing model mice have reported that Ym1-positive regulatory monocytes are involved in promoting cancer metastasis (Patent Document 2, Non-Patent Document 2).
  • JP 2019-201561 A Patent application 2021-126801
  • the purpose of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for the prevention and/or treatment of cancer.
  • the present inventors In order to obtain information leading to the search for human regulatory monocytes, the present inventors analyzed in detail the differentiation pathway and surface markers of Ym1-positive regulatory monocytes in mice, and identified regulatory monocytes and neutrophils. (Fig. 1 and Fig. 2). Using this similarity between regulatory monocytes and neutrophils as a clue, the present inventors searched for human regulatory monocytes using neutrophil marker expression as an index, and identified CD14-positive monocytes as CXCR1 expression levels. It was clarified that they could be classified into two different clusters (Fig. 3).
  • CXCR1-positive monocytes monocytes isolated from peripheral blood of healthy individuals (CXCR1-positive CD14-positive monocytes, CXCR1-negative CD14-positive monocytes, CD14/CD16 double-positive monocytes and RNA sequence analysis of total gene expression in CD16-positive monocytes (4 types of CD16-positive monocytes) and neutrophils showed that CXCR1-positive monocytes resembled neutrophils even at the gene level (Fig. 4).
  • the present inventors isolated CXCR1-positive CD14-positive monocytes and CXCR1-negative CD14-positive monocytes from the peripheral blood of healthy individuals, and co-cultured them in vitro with T cells prepared from the same donor.
  • CXCR1-positive CD14-positive monocytes were found to have a T-cell proliferation-suppressing function. This proved that the CXCR1-positive CD14-positive monocytes identified for the first time corresponded to mouse regulatory monocytes (Fig. 5).
  • TACE transcatheter arterial chemoembolization
  • the ratio of CXCR1-positive CD14-positive monocytes to CD14-positive monocytes was , significantly increased, demonstrating that human CXCR1-positive CD14-positive monocytes also behaved similarly to mouse Ym1-positive monocytes (FIG. 6).
  • FIG. 2 shows the correlation between CD88 and CD157 expression in peripheral blood and Ym1 protein expression in Ly6C + monocytes.
  • FIG. 13 shows the workflow of the experimental strategy; Specifically, this figure shows that bone marrow cells derived from na ⁇ ve and LPS-administered Ym1-Venus mice were stained with 11 types of backbone markers and PE-conjugated variable antibodies (255 types: LEGENDScreen mouse PE kit), and analyzed by flow cytometry. Analyzed by metric. The results obtained were analyzed by the InfinityFlow pipeline to predict co-expression patterns of 255 markers per cell. Based on the results of FIG.
  • FIG. 2A a UMAP plot of naive Ym1-Venus mouse bone marrow was created, and the expression of each marker is displayed as a heat map. Based on the results in Figure 2K, the distribution of various mature and progenitor cells on the UMAP plot is shown. Similar to FIG. 2B, UMAP plot of bone marrow of LPS-treated Ym1-Venus mice.
  • FIG. 2B is a diagram showing differentiation pathways predicted by clustering and pseudo-time series analysis based on the results of FIG. 2A. UMAP plots of bone marrow cells from na ⁇ ve (upper left) and LPS-treated mice (lower left).
  • FIG. 2 shows differentiation of Ym1 + Ly6C + monocytes from GMP, proNeu1 and CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP in vitro in the presence of GM-CSF.
  • FIG. 2A is a diagram showing the UMAP plot obtained by the analysis of FIGS. 2A to 2C superimposed on the distribution of various immune cells, including progenitor cells, classified by previously reported surface markers.
  • FIG. 2A is a diagram showing the UMAP plot obtained by the analysis of FIGS. 2A to 2C superimposed on the distribution of various immune cells, including progenitor cells, classified by previously reported surface markers.
  • FIG. 2 shows the gating strategy for various cells used in FIGS. 2H-2T.
  • FIG. 1 shows markers that are preferentially expressed on human peripheral blood neutrophils compared to monocytes.
  • FIG. 2 shows the results of a cluster analysis identifying two subpopulations of monocytes among CD14 + monocytes based on different CXCR1 expression levels.
  • FIG. 1 shows the gating strategy used to define neutrophils, CD14 + monocytes, CD14 + CD16 + monocytes and CD16 + monocytes. Morphological characteristics of CXCR1 + CD14 + monocytes, CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes and neutrophils.
  • FIG. 3B shows expression in CD14 + monocytes of various surface markers shown in FIG. 3A.
  • FIG. 4 shows the results of principal component analysis (PCA) based on four monocyte and neutrophil RNA sequences.
  • PCA principal component analysis
  • FIG. 4 shows the hierarchical clustering of four monocyte and neutrophil RNA-sequencing results. The figure shows that the gene expression pattern of CXCR1 + CD14 + monocytes is more similar to neutrophils than CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes.
  • Heat map showing genes highly expressed in CXCR1 + CD14 + monocytes or CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes extracted by RNA sequencing.
  • FIG. 4C shows gene ontology with significant increase in genes highly expressed in CXCR1 + CD14 + monocytes as defined in FIG. 4C.
  • FIG. 4C shows the results of qRT-PCR confirmation of gene expression highly expressed in CXCR1 + CD14 + monocytes defined in FIG. 4C.
  • UMAP plot (left) and heat map (right) reanalyzed from Villani et al.'s single-cell RNA-sequencing results.
  • FIG. 4 shows a heatmap of relative expression of marker genes that distinguish monocyte clusters.
  • FIG. 2 shows the expression levels in various cells of three genes that are highly expressed in neutrophils. The figure shows that not all genes that are highly expressed in neutrophils are highly expressed in CXCR1 + CD14 + monocytes.
  • FIG. 3 shows cytokine array results using culture supernatants of CXCR1 + CD14 + monocytes and CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes.
  • FIG. 5B shows the results of confirmation by ELISA of the decreased expression of pro-inflammatory cytokines (IL-6 and TNF ⁇ ) by CXCR1 + CD14 + monocytes identified in FIG. 5A.
  • CXCR1 + CD14 + monocytes suppress T cell proliferation in a cell number-dependent manner.
  • FIG. 4 shows that suppression of T cell proliferation by CXCR1 + CD14 + monocytes is cell-cell contact dependent.
  • FIG. 4 shows that addition of catalase (left) or Nec-1 (right) reversed T cell proliferation suppression by CXCR1 + monocytes.
  • FIG. 4 shows that inhibitors of T cell proliferation by CXCR1 + CD14 + monocytes are absent in the culture supernatant of the same cells.
  • FIG. 2 shows the results of flow cytometry analysis of peripheral blood of cancer patients before TACE (upper) and 3 to 4 days after TACE (lower).
  • FIG. 4 shows increased CXCR1 + CD14 + monocytes 3-4 days after TACE compared to pre-TACE.
  • FIG. 4 shows the ratio of CXCR1 + CD14 + monocytes before and after TACE.
  • FIG. 2 shows the correlation between percentage of CXCR1 + CD14 + monocytes and neutrophil count and serum CRP.
  • FIG. 4 shows the degree of suppression of T cell proliferation by CXCR1 + CD14 + monocytes before TACE and 96 hours after TACE.
  • FIG. 2 shows expression of CD66a/c/e and CD66b in CXCR1 + CD14 + monocytes before and after TACE.
  • FIG . 2 shows the correlation between the percentage of CXCR1 + CD66a/c/e + and CXCR1 + CD66b + cells among CD14 + monocytes and neutrophil count and serum CRP.
  • a first aspect of the present invention relates to a pharmaceutical composition for administration to a subject having CXCR1 + CD14 + monocytes, the pharmaceutical composition comprising Matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) Contains compounds that inhibit activity.
  • CXCR1 + CD14 + monocytes refers to monocytes expressing the CXCR1 (also known as “CD181") gene and the CD14 gene, "CD14 + monocytes expressing CXCR1", “CXCR1 and CD14-expressing monocytes” and “CXCR1-positive CD14-positive monocytes”.
  • CXCR1 and CD14 are typically expressed on the monocyte surface.
  • CXCR1 + CD14 + monocytes refer to the CXCR1 gene and the CD14 gene, expressing both these genes and proteins.
  • each marker gene may be confirmed based on either gene or protein.
  • the expression of the marker gene can be confirmed using techniques known in the art, for example, by measuring the expression level of the marker gene by qPCR.
  • a “subject having CXCR1 + CD14 + monocytes” is preferably a subject in which a high proportion of CD14 + monocytes in the subject is CXCR1 + CD14 + monocytes, more preferably CD14 + in the subject. Subjects in which the proportion of CXCR1 + CD14 + monocytes among monocytes is higher than that of healthy subjects.
  • the ratio of "CXCR1 + CD14 + monocytes/CD14 + monocytes” is, for example, 30% or more, preferably 35% or more, more preferably 40% or more, and even more It is preferably 45% or more, and more preferably 50% or more.
  • marker genes expressed in monocytes shall include their homologues.
  • Monocytes that expressed CXCR1 and CD14 specifically refer to monocytes that expressed the CXCR1 gene or its homolog and the CD14 gene or its homolog.
  • the scope of the marker gene shall also include homologues thereof.
  • a “homolog” of a specific gene means an entity having specific homology with the nucleotide sequence of the specific gene or the amino acid sequence of the protein encoded by the gene.
  • sequences the terms “homology”, “identity” and “sequence identity” are used interchangeably.
  • the percentage of “sequence identity” is determined by aligning the nucleotide sequences of two genes or the amino acid sequences of proteins encoding them using alignment algorithms well known to those skilled in the art. refers to the ratio of identical nucleotides or amino acid residues.
  • the above alignments include the GCG Wisconsin Bestfit package (Devereux et al., 1984 Nuc. Acids Research 1 p387), the BLAST package (Ausubel et al., 1999 Short Protocols in Molecular Biology, 4th edition, Chapter 18), FASTA (Alts90 et al., J. Mol. Biol. 403-410), DNASISTM (Hitachi Software) and other computer programs can be used, but are not limited to these.
  • the terms “suppression” and “prevention” both encompass both therapeutic and prophylactic measures, preferably preventing, delaying, and shall include mitigation.
  • the terms “suppression” and “prevention” include reducing the number of cancer foci, reducing the extent of foci, stabilizing the number and extent of foci (i.e., not increasing or enlarging), including, but not limited to, slowing down and delaying the increase or expansion of the number and extent of .
  • “Suppression” or “prevention” of cancer metastasis can be evaluated according to methods known in the art. For example, the number of nodules, localization of cancer cells, and genes highly expressed in cancer cells can be used as indicators for evaluation. The number of nodules and cancer cell localization can be assessed using, for example, tissue staining and imaging. In addition, genes highly expressed in cancer cells can be confirmed by, for example, immunofluorescence staining and RT-PCR.
  • MMP-9 activation pathway includes CXCR1 + CD14 + monocytes and MMP-9.
  • the “MMP-9 activation pathway” preferably includes CXCR1 + CD14 + monocytes, Lcn2 and MMP-9. More specifically, “MMP-9 activation pathway” refers to a pathway involving the secretion of MMP-9 by CD14 + monocytes that expressed CXCR1.
  • MMP-9 activation pathway is synonymous with “cancer progression cascade”.
  • the pathway may further include Neutrophil gelatinase-associated lipocalin protein (Lcn2).
  • Lcn2 has the effect of enhancing the activity of MMP-9 by stabilizing MMP-9.
  • progression of cancer includes, for example, onset of cancer, metastasis of cancer, invasion of cancer, recurrence of cancer, proliferation of cancer cells, and invasion of cancer. included.
  • the "MMP-9 activation pathway” further comprises at least one selected from CD66a, CD66b, CD66c and CD66e. In another aspect, the "MMP-9 activation pathway” further comprises CD66b and at least one selected from CD66b, CD66c and CD66e.
  • a compound that inhibits the activity of MMP-9 is not limited to compounds that directly inhibit the activity of MMP-9, and a series of pathways (e.g., "MMP-9 activation pathway” or " Also included are compounds that indirectly inhibit the activity of MMP9 in the cancer progression cascade”).
  • an “antagonist” is used in the broadest sense.
  • An “antagonist” is a molecule that partially or completely blocks, inhibits, neutralizes, prevents and/or interferes with the biological activity of the target molecule, regardless of the underlying mechanism of action.
  • MMP-9 activation pathway the pathway leading to activation of MMP-9 (hereinafter also referred to as "MMP-9 activation pathway”) in the treatment of subjects with CXCR1 + CD14 + monocytes. It shows the usefulness of this.
  • the term “compounds involved in pathways leading to activation of MMP-9” includes, for example, CXCR1, IL-8, Lcn2, CD66a, CD66b, CD66c, CD66e and MMP-9.
  • the term “cells involved in a pathway leading to activation of MMP-9” includes, for example, CXCR1 + CD14 + monocytes, and any of CXCR1, CD66a, CD66b, CD66c, CD66e and MMP-9. Expression or production cells and the like are included.
  • CXCR1 antagonists for example, specifically recognizes and binds CXCR1, antibody-dependent cytotoxicity by activation of immune system cells (Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity; ADCC) activity, complement-dependent cytotoxicity (Complement - based on the ability to induce Dependent Cytotoxicity (CDC) and Antibody-Dependent Cellular Phagocytosis (ADCP) activity and to inhibit or block MMP-9 production by CXCR1-expressing monocytes.
  • ADCC Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity
  • CDC Dependent Cytotoxicity
  • ADCP Antibody-Dependent Cellular Phagocytosis
  • a CXCR1 antagonist can be obtained, for example, by incubating monocytes expressing CXCR1 on their surface in the presence and absence of a test compound, further adding effector cells or serum containing complement, incubating, and cytotoxicity in culture. It can be identified by measuring a substance released in the serum, such as LDH.
  • a test compound is a CXCR1 antagonist if the concentration of the substance released with cytotoxicity is higher in the presence of the test compound than in the absence of the test compound.
  • CXCR1 antagonists can also be used, for example, by incubating monocytes expressing CXCR1 on their surface in the presence and absence of test compounds and monitoring MMP-9 levels in cell culture supernatants, for example, by ELISA.
  • a test compound is a CXCR1 antagonist if MMP-9 levels are lower with the test compound than without the test compound.
  • real-time RT-PCR can be used to monitor MMP-9 mRNA expression in tissues expressing CXCR1 before and after treatment with test compounds. A decrease in MMP-9 mRNA levels in the presence of a test compound indicates that the compound is a CXCR1 antagonist.
  • CXCR1 antagonists include neutralizing antibodies against whole native CXCR1 polypeptides or against native CXCR1 polypeptide subunits, immunoadhesins comprising CXCR1 subunits fused to immunoglobulin constant region sequences, small molecules, native CXCR1 polypeptides. Aptamers that bind to whole or native CXCR1 polypeptide subunits, nucleic acid molecules (e.g., siRNA, antisense oligonucleotides) capable of inhibiting translation and/or transcription of genes encoding whole or subunits of native CXCR1 polypeptides , decoys and ribozymes) and the like.
  • nucleic acid molecules e.g., siRNA, antisense oligonucleotides
  • amino acid sequences of native CXCR1 polypeptides can be obtained from databases known in the art.
  • amino acid sequences of native CXCR1 polypeptides include: CXC chemokine receptor type 1 [Homo sapiens], NCBI Reference Sequence: NP_000625 is mentioned.
  • CXCR1 antagonists include antibodies and fragments thereof that specifically recognize polypeptides having such sequences, as well as certain sequence identities with such sequences (e.g., 80% or greater, 85% or greater, 90% or greater, 95% or greater). % or greater than 98% sequence identity), antibodies and fragments thereof, and the like.
  • CXCR1 antagonists include - a gene encoding a polypeptide having an amino acid sequence as described above, - a gene encoding a polypeptide having a certain sequence identity (e.g., 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, or 98% or more sequence identity) with the above amino sequences; - A gene having the base sequence as described above, - Translation of a gene having a base sequence with a certain sequence identity (e.g., 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, or 98% or more sequence identity) with the above base sequence, and Included are nucleic acid molecules and the like that are capable of inhibiting at least one of transcription.
  • CXCR1 antagonists include, for example, antibodies, antibody fragments, and low-molecular-weight compounds.
  • CXCR1 antagonists are, for example, anti-CXCR1 antibodies and CXCR1 inhibitors.
  • Lcn2 is a secreted glycoprotein, also known as Lipocalin-2, Neutrophil Gelatinase-associated Lipocalin (NGAL), 24p3 or Neutrophil Lipocalin (NL). Lcn2 also functions as a stress protein and is involved in diverse cellular processes such as the innate immune response, differentiation, tumorigenesis and cell survival.
  • a "biological activity" of the target molecule, "Lcn2", in the context of an “Lcn2 antagonist” is the ability to maintain MMP-9 activity, eg, by stabilizing MMP-9.
  • Lcn2 antagonists can be identified, for example, based on their ability to specifically recognize and bind Lcn2 and inhibit the gelatinase activity of MMP-9.
  • Lcn2 antagonists for example, incubate Lcn2-expressing cells, or Lcn2-coated plates, in the presence and absence of a test compound, further incubate with MMP-9, and increase the gelatinase activity of MMP-9. It can be identified by measuring.
  • a test compound is an Lcn2 antagonist if the gelatinase activity is lower with the test compound than without the test compound.
  • Lcn2 includes an antibody that specifically recognizes a polypeptide having such a sequence and a fragment thereof, and a certain sequence identity with the sequence (e.g., 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or greater than 98% sequence identity), antibodies and fragments thereof, and the like.
  • Lcn2 antagonists include - a gene encoding a polypeptide having an amino acid sequence as described above, - a gene encoding a polypeptide having a certain sequence identity (e.g., 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, or 98% or more sequence identity) with the above amino sequences; - A gene having the base sequence as described above, - Translation of a gene having a base sequence with a certain sequence identity (e.g., 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, or 98% or more sequence identity) with the above base sequence, and Included are nucleic acid molecules and the like that are capable of inhibiting at least one of transcription.
  • Lcn2 antagonists include, for example, antibodies and antibody fragments and low-molecular-weight compounds. Lcn2 antagonists are, for example, anti-Lcn2 antibodies and Lcn2 inhibitors.
  • CD66b antagonist "CD66b (Cluster of Differentiation 66b)" was confirmed by the present inventors to be highly expressed on the surface of CXCR1 + CD14 + monocytes in the peripheral blood of liver cancer patients after TACE (Fig. 6A-6D).
  • CD66b is a glycosyl-phosphatidylinositol-linked glycoprotein, also known as "CGM6”.
  • CD66b is typically thought to be involved via signaling in the regulation of CD11/CD18 adhesion activity on neutrophils, including myelocytes, metamyelocytes, neutrophils and lobulated nucleophiles.
  • CD66b antagonists can be identified, for example, based on their ability to specifically recognize and bind CD66b and inhibit its function.
  • a CD66b antagonist inhibits CD66b expressed on the surface of CXCR1 + CD14 + monocytes, which exists upstream in the cancer development cascade that the present inventors discovered, thereby inducing the production of MMP-9 by the monocytes. and indirectly inhibits the activity of MMP-9 downstream in this cascade.
  • the CD66b antagonist is an anti-CD66b antibody
  • the recognition of CD66b by the anti-CD66b antibody can ablate CXCR1 + monocytes and inhibit the production of MMP-9, eg by ADCC, CDC or ADCP.
  • CD66b antagonists include neutralizing antibodies against the whole native CD66b polypeptide or against native CD66b polypeptide subunits, immunoadhesins comprising CD66b subunits fused to immunoglobulin constant region sequences, small molecules, native CD66b polypeptides. Aptamers that bind to whole or native CD66b polypeptide subunits, nucleic acid molecules (e.g., siRNA, antisense oligonucleotides) capable of inhibiting translation and/or transcription of genes encoding whole or subunits of native CD66b polypeptide , decoys and ribozymes) and the like.
  • nucleic acid molecules e.g., siRNA, antisense oligonucleotides
  • amino acid sequences of native CD66b polypeptides can be obtained from databases known in the art.
  • amino acid sequences of native CD66b polypeptides include: Homo sapiens carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 8 precursor, NCBI Reference Sequence: NP_001807 are mentioned.
  • CD66b antagonists include antibodies and fragments thereof that specifically recognize polypeptides having such sequences, as well as certain sequence identities (e.g., 80% or greater, 85% or greater, 90% or greater, 95% or greater) with such sequences. % or greater than 98% sequence identity), antibodies and fragments thereof, and the like.
  • CD66b antagonists include: - a gene encoding a polypeptide having an amino acid sequence as described above, - a gene encoding a polypeptide having a certain sequence identity (e.g., 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, or 98% or more sequence identity) with the above amino sequences; - A gene having the base sequence as described above, - Translation of a gene having a nucleotide sequence with a certain degree of sequence identity (e.g., 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, or 98% or more sequence identity) with the above nucleotide sequence, and Included are nucleic acid molecules and the like that are capable of inhibiting at least one of transcription.
  • CD66a antagonist, CD66c antagonist and CD66e antagonist At least one of CD66a, CD66c and CD66e, like CD66b, was highly expressed on the surface of CXCR1 + CD14 + monocytes in the peripheral blood of liver cancer patients after TACE by the present inventors. was confirmed (Fig. 6F).
  • the notation "CD66a/c/e” means that at least one of CD66a, CD66c and CD66e was detected using an "anti-CD66a/c/e antibody” capable of recognizing three molecules of CD66a, CD66c and CD66e. indicates that one was detected.
  • CD66a, CD66c and CD66e are members of the carcinoembryonic antigen (CEA) family of the Ig superfamily.
  • CD66a antagonists can be identified, for example, based on their ability to specifically recognize and bind CD66a and inhibit its function.
  • a CD66a antagonist inhibits CD66a expressed on the surface of CXCR1 + CD14 + monocytes, which exists upstream in the cancer development cascade discovered by the present inventors, thereby inducing the production of MMP-9 by the monocytes. and indirectly inhibits the activity of MMP-9 downstream in this cascade.
  • CD66a antagonist is an anti-CD66a antibody
  • the recognition of CD66a by the anti-CD66a antibody may deplete CXCR1 + monocytes and inhibit the production of MMP-9, eg by ADCC, CDC or ADCP.
  • MMP-9 eg by ADCC, CDC or ADCP.
  • CD66c and CD66e antagonists the same explanations as for CD66a antagonists apply.
  • a CD66a antagonist can be identified, for example, by incubating cells expressing CD66a on their surface in the presence and absence of a test compound and measuring the binding activity to the molecule to which CD66a originally binds.
  • a test compound is a CD66a antagonist if the binding activity is lower with the test compound than without the test compound.
  • CD66c and CD66e antagonists can also be identified by methods similar to CD66a antagonists.
  • amino acid sequences of native CD66a, CD66c and CD66e polypeptides can be obtained from databases known in the art.
  • amino acid sequences of these polypeptides include: - Homo sapiens carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 1 isoform 2 precursor, NCBI Reference Sequence: NP_001020083, - Homo sapiens carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 6 preprotein, NCBI Reference Sequence: NP_002474, ⁇ Homo sapiens carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 5 isoform 1 preprotein, NCBI Reference Sequence: NP_001278413 is mentioned.
  • nucleotide sequence of the gene encoding the natural CD66a polypeptide examples include: - Homo sapiens Homo sapiens CEA cell adhesion molecule 1 (CEACAM1), transcript variant 2, mRNA; NCBI Reference Sequence: NM_001024912, - Homo sapiens CEA cell adhesion molecule 6 (CEACAM6), mRNA; NCBI Reference Sequence: NM_002483, - Homo sapiens CEA cell adhesion molecule 5 (CEACAM5), transcript variant 2, mRNA; NCBI Reference Sequence: NM_001291484 are mentioned.
  • Each of the CD66a antagonists, CD66c antagonists and CD66e antagonists include - a gene encoding a polypeptide having an amino acid sequence as described above, - a gene encoding a polypeptide having a certain sequence identity (e.g., 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, or 98% or more sequence identity) with the above amino sequences; - A gene having the base sequence as described above, - Translation of a gene having a nucleotide sequence with a certain degree of sequence identity (e.g., 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, or 98% or more sequence identity) with the above nucleotide sequence, and Included are nucleic acid molecules and the like that are capable of inhibiting at least one of transcription.
  • CD66a antagonist each include, for example, antibodies and antibody fragments and low-molecular-weight compounds.
  • MMP-9 is a matrix metalloproteinase that regulates extracellular domain secretion of cell growth factors.
  • a "biological activity" of the target molecule "MMP-9" in the context of an "MMP-9 antagonist” is, for example, the ability to degrade components of the extracellular matrix.
  • MMP-9 antagonist is an MMP-9 inhibitor, it can inhibit degradation of components of the extracellular matrix by MMP-9.
  • the MMP-9 antagonist is an anti-MMP-9 antibody, the antagonist is identified based on, for example, the ability to specifically recognize and bind MMP-9 and induce ADCC, CDC and ADCP activities.
  • MMP-9 antagonists can be identified, for example, by incubating plates coated with MMP-9 protein in the presence and absence of test compounds and measuring gelatinase activity.
  • a test compound is an MMP-9 antagonist if the level of gelatinase activity is lower with the test compound than without the test compound.
  • MMP-9 antagonists include neutralizing antibodies against the whole native MMP-9 polypeptide or against native MMP-9 polypeptide subunits, immunoadhesins comprising MMP-9 subunits fused to immunoglobulin constant region sequences , a small molecule, an aptamer that binds to the entire native MMP-9 polypeptide or a native MMP-9 polypeptide subunit, inhibits translation and/or transcription of a gene encoding the entire native MMP-9 polypeptide or a subunit thereof nucleic acid molecules (eg, siRNA, antisense oligonucleotides, decoys and ribozymes), etc.
  • nucleic acid molecules eg, siRNA, antisense oligonucleotides, decoys and ribozymes
  • amino acid sequences of native MMP-9 polypeptides can be obtained from databases known in the art.
  • amino acid sequences of native MMP-9 polypeptides include: Homo sapiens matrix metalloproteinase-9 preprotein, NCBI Reference Sequence: NP_004985 are mentioned.
  • MMP-9 antagonists include antibodies and fragments thereof that specifically recognize polypeptides having such sequences, as well as certain sequence identities (e.g., 80% or greater, 85% or greater, 90% or greater) with such sequences. , 95% or greater or 98% or greater sequence identity), antibodies and fragments thereof, and the like.
  • antibody is used in the broadest sense, specifically monoclonal antibodies (e.g. neutralizing and agonistic antibodies), polyclonal antibodies, multispecific antibodies (e.g. bispecific antibodies) and antibody fragments. is included.
  • Monoclonal antibodies include chimeric antibodies and fragments of such antibodies, so long as they exhibit the desired biological activity. Chimeric antibodies are those in which a portion of the heavy or light chain or both is identical or homologous to the corresponding sequences of an antibody from a particular species or belonging to a particular antibody class or subclass, and the remaining chains are are identical or homologous to the corresponding sequences of antibodies from another species, as well as fragments of such antibodies, or antibodies belonging to another antibody class or subclass (U.S. Pat. No.
  • Monoclonal antibodies also include "humanized" antibodies or fragments that contain minimal sequence derived from non-human immunoglobulin, such as Fv, Fab, Fab', F(ab')2, etc. Examples include, but are not limited to, antigen-binding subsequences of antibodies.
  • the humanized antibody is a human immune antibody in which residues from the CDRs of the recipient have been replaced with residues from the CDRs of a non-human species (donor antibody) with the desired specificity, affinity and potency. It may be a globulin (recipient antibody).
  • monoclonal antibody refers to antibodies that are substantially homogeneous, i.e., antibodies obtained from a population such that each antibody comprising the population is identical except for naturally occurring variations that may be present in minor amounts. point to Monoclonal antibodies are highly specific, being directed against a single antigenic site. Furthermore, in contrast to conventional (polyclonal) antibody preparations which typically contain different antibodies directed against different determinants (epitopes), each monoclonal antibody is directed against a single determinant on the antigen.
  • ribozymes which are designed to induce catalytic cleavage of target RNA by adding sequences with natural self-splicing activity (e.g., W arzocha et al., Leuk.Lymphoma 24:267-281 [1997]).
  • compositions according to the present invention are formulated into tablets, powders, granules, capsules, injections, liquids, suppositories, etc., and administered, for example, orally, intravenously, subcutaneously, intraperitoneally, or intramuscularly. can do.
  • the dosage of the pharmaceutical composition according to the present invention varies depending on the subject's age, body weight, medical condition, and the like.
  • composition according to the present invention may be used as a combination, in combination with further pharmaceutical compositions.
  • the ingredients i.e., the first active ingredient and the second active ingredient
  • each pharmaceutical composition may be combined, in sequence or individually, in one combined unit dosage form or two separate units. It may be administered in dosage form.
  • a therapeutically effective amount of each active ingredient of the combination according to the invention may be administered simultaneously, separately or in any order, sequentially or sequentially.
  • the first active ingredient and said second active ingredient may be present in multiple units.
  • Combinations also include, for example, kits containing each active ingredient and instructions for use.
  • a second aspect of the present invention relates to a composition that inhibits the MMP-9 activation pathway, said MMP-9 activation pathway comprising CXCR1 + CD14 + monocytes, Lcn2 and MMP-9, said composition comprising , including compounds that inhibit the activity of MMP-9.
  • said MMP-9 activation pathway further comprises at least one selected from CD66a, CD66b, CD66c and CD66e.
  • said MMP-9 activation pathway further comprises CD66a and at least one selected from CD66b, CD66c and CD66e.
  • said MMP-9 activation pathway may further comprise IL-8.
  • steps (i) and/or (ii) are typically performed by flow cytometry.
  • the measurements in both (i) and (ii) above are performed by flow cytometry.
  • kits for predicting the likelihood of cancer progression are for evaluating or predicting the possibility of cancer progression.
  • the kit contains, for example, at least one selected from anti-CXCR1 antibody, anti-Lcn2 antibody, anti-CD66a antibody, anti-CD66b antibody, anti-CD66c antibody, anti-CD66e antibody and anti-MMP-9 antibody.
  • the ratio of CXCR1 + CD14 + monocytes to white blood cells in a subject's peripheral blood sample can be detected.
  • compositions comprising compounds that inhibit MMP-9.
  • compounds that inhibit MMP-9 include anti-CXCR1 antibodies, CXCR1 inhibitors, anti-Lcn2 antibodies, Lcn2 inhibitors, anti-CD66a antibodies, CD66a inhibitors, anti-CD66b antibodies, CD66b inhibitors, anti-CD66c antibodies, At least one selected from the group consisting of CD66c inhibitors, anti-CD66e antibodies, CD66e inhibitors, anti-MMP-9 antibodies and MMP-9 inhibitors.
  • the composition may contain multiple compounds that inhibit MMP-9 in combination. Such compositions may be used, for example, to detect CXCR1 + CD14 + monocytes.
  • Yet another aspect of the present invention relates to a method of screening for compounds that modulate the T cell antiproliferative effects of CXCR1 + CD14 + monocytes, the method comprising: (i) adding a candidate compound to a co-culture system of CXCR1 + CD14 + monocytes and T cells; Identifying as a compound that modulates antiproliferative activity.
  • modulation of T cell growth inhibitory action is preferably "release of T cell growth inhibitory action".
  • release of T cell growth inhibitory action When the antiproliferative action of T cells is released, T cells proliferate.
  • the number of T cells is multiplied by 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.
  • the candidate compound increases or decreases 7-fold, 1.8-fold, 1.9-fold, 2.0-fold, 2.5-fold or 3.0-fold or more, it modulates the T cell growth inhibitory effect of monocytes can be identified as a compound that The number of T cells can be measured using methods known to those skilled in the art, for example, using a flow cytometer and a hemacytometer.
  • the screening method comprises: (i) adding a candidate compound to a monocyte population comprising CXCR1 + CD14 + monocytes; (ii) measuring the proportion of monocytes expressing the CXCR1 gene in the monocyte population; and (iii) if the candidate compound changes the proportion of monocytes expressing the CXCR1 gene, the candidate Identifying the compound as a compound that modulates the T cell antiproliferative effects of monocytes.
  • screening refers to the selection of targets such as organisms or substances with specific properties of interest from a population containing a large number by a specific operation/evaluation method.
  • identification refers to the selection of targets such as organisms or substances with specific properties of interest from a population containing a large number by a specific operation/evaluation method.
  • identification refers to the selection of targets such as organisms or substances with specific properties of interest from a population containing a large number by a specific operation/evaluation method.
  • isolation separation
  • isolation isolation
  • purification may be used interchangeably herein.
  • Candidate compounds are not particularly limited, and various compounds such as low-molecular-weight compounds, proteins, nucleic acids, other polymers, metals and other inorganic compounds can be used. Fragments of cells or cells themselves may be used as candidate compounds.
  • Yet another aspect of the present invention relates to a method of screening for compounds that modulate the T cell antiproliferative effects of CXCR1 + CD14 + monocytes, the method comprising: (i) adding a candidate compound to the monocyte progenitor cell population; (ii) differentiating a monocyte population from said monocyte progenitor cell population; (iii) measuring the percentage of monocytes expressing the CXCR1 gene in said differentiated monocyte population; and (iv) if said candidate compound alters the percentage of monocytes expressing said CXCR1 gene, identifying the candidate compound as a compound that modulates the antiproliferative effect of monocytes on T cells.
  • the above monocyte progenitor cell population can be obtained from bone marrow tissue or the like by a known method.
  • common monocyte progenitor cells cMoP
  • monocyte progenitor cell populations can be obtained by known methods using cell surface markers and the like.
  • a known method can be used for differentiating the monocyte progenitor cell population from the monocyte progenitor cell population.
  • Monocyte populations can be differentiated by culturing in the presence of cytokine combinations for a period of time.
  • the percentage of monocytes expressing the CXCR1 gene in the differentiated monocyte population is reduced to 1%, 2%,
  • the candidate compound increases or decreases by 3%, 4%, 5%, 10%, 20%, 30%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 100% or more, can be identified as compounds that modulate the T cell antiproliferative effects of
  • a compound that increases the proportion of monocytes that express the CXCR1 gene in a differentiated monocyte population can be identified as a compound that inhibits the T cell antiproliferative effects of monocytes.
  • mice C57BL/6J (7-12 weeks old) mice were obtained from CLEA Japan, Inc.; Obtained from Ym1-Venus mice were generated in our laboratory (ref. 2). All mice were housed under SPF conditions at the Tokyo University of Pharmacy and Life Science Animal Facility. All mouse experiments described herein were approved by the Tokyo University of Pharmacy and Life Sciences Animal Care and Use Committee (L20-18, L21-19) and were performed in accordance with appropriate guidelines and regulations.
  • Lipopolysaccharide LPS
  • E. coli E. coli, O111:B4
  • catalase N-acetyl-L-cysteine
  • ferrostatin Fecrostatin-1 was purchased from Abcam.
  • 7-Amino-Actinomycin D (7-AAD) PerCP/Cy5.5 Streptavidin, Brilliant Violet 421 Streptavidin, Fixation Buffer, Intracellular staining Permm Wash Buffer and GM-CSF were purchased from Biolegend.
  • 4′,6-Diamidino-2-phenylindole (DAPI) and L-NMMA were purchased from Dojindo.
  • Diff-Quik staining set was purchased from Sysmex. nor-NOHA and 1400W were purchased from Cayman.
  • Z-VAD-FMK was purchased from Peptide Institute. The antibodies used are summarized in Table 1.
  • hemolyzed bone marrow cells were labeled with lineage markers (CD3, CD4, CD8, NK1.1, B220 and Ter119) and cKit, CD106. , CD16/32, CD115, Ly6C, CD81 and CD157 and analyzed by FACSVerse (BD).
  • FACSVerse FACSVerse
  • intracellular Ym1 staining post-hemolysis cells were stained with a mixture of antibodies against CD115, Ly6C, CD88 and CD157 and EMA, then fixed with Fixation Buffer and permeabilized in Intracellular staining Permm Wash Buffer. .
  • Fixed/permeabilized cells were stained with anti-Ym1 or isotype-matched control antibody and Alexa Fluor 488 streptavidin, then cells were analyzed by FACS Verse.
  • bone marrow cells were incubated with anti-CD16/32 followed by a cocktail of biotinylated antibodies against lineage markers (CD4, CD8, NK1.1, B220 and Ter119) followed by , were incubated with anti-biotin microbeads (Miltenyi, Germany). Lin + cells were removed by magnetic sorting using AutoMACS pro (Miltenyi). Lin ⁇ cells were stained with a mixture of antibodies against CD11b, Ly6G, CD115, Ly6C, CD88 and CD157 before sorting using FACSAriaIII (BD).
  • BD FACSAriaIII
  • bone marrow cells were incubated with anti-CD16/32 and then identified with lineage markers (CD3, CD4, CD8, NK1.1, B220, Ter119, Ly6G, Sca-1, CD11b, and Gr-1). 1), followed by incubation with anti-biotin microbeads. Lin + cells were removed by magnetic sorting. Lin ⁇ cells were stained with a mixture of antibodies against CD117, CD135, CD16/32, CD106, Ly6C, CD115, CD81 and CX3CR1 before sorting using FACSAriaIII (BD).
  • lineage markers CD3, CD4, CD8, NK1.1, B220, Ter119, Ly6G, Sca-1, CD11b, and Gr-1).
  • erythrocyte lysed myeloid cells were incubated with anti-CD16/32 and then in a cocktail of antibodies against backbone markers (CD115, Ly6C, Ly6G and CD11b). suspended in Cells were then stained with 255 different PE-conjugated antibodies using the LEGENDScreen Mouse PE kit (BioLegend). These cells were analyzed by FACS Verse (BD). Dead cells were excluded by DAPI staining.
  • na ⁇ ve and LPS-treated Ym1-Venus mouse bone marrow cells were incubated with anti-CD16/32 followed by lineage markers (CD3, CD4, CD8, NK1.1, B220, Ter119 and Ly6G) followed by incubation with anti-biotin microbeads.
  • Lin + cells were removed by magnetic sorting. Lin + cells were placed in buffer containing antibodies against backbone markers (CD34, c-Kit, CD135, CD182, Ly6C, CD115, CD106, CD88, CD157, CD16/32 and CD11b) and PerCP/Cy5.5 streptavidin. Suspended.
  • FCS files were analyzed individually in FlowJo and single and live cells and Lin cells were exported to individual FCS files.
  • the InfinityFlow pipeline (ref. 9) was implemented using these FCS files.
  • HetaSep-treated PBMC were incubated with anti-CD16/32 antibodies, followed by a cocktail of antibodies against backbone markers (CD14, CD15, CD16 and HLA-DR). Suspended. Cells were then stained with 361 different PE-conjugated antibodies using the LEGENDScreen Human PE kit (BioLegend). These cells were analyzed by FACS Verse (BD). Dead cells were excluded by DAPI staining.
  • the InfinityFlow pipeline was implemented using the R package 'infinityFlow' (https://www.github.com/ebecht/infinityFlow).
  • the input data was logically transformed with the default parameters of the R package "flowCore”.
  • 255 XGBoost regression models were created by randomly picking half of the data and training with the default parameters of the R library 'XGBoost'.
  • the intensity of the PE binding marker was used as the response variable and the intensity of the backbone marker as the independent variable.
  • each XGBoost regression model was applied to the vector of associated backbone marker intensities to predict the intensities of the 255 PE-bound markers. These regression values were converted to linear values and concatenated with backbone and PE marker values for each of the 255 files. And output as a single file.
  • RNA extraction and qRT-PCR total RNA extraction and qRT-PCR
  • TRIzol LS Thermo Fisher Scientific
  • total RNA was extracted using RNeasy Mini Kit (QIAGEN).
  • cDNA was synthesized using ReverTra Ace (TOYOBO) and qRT-PCR was performed using THUNDERBIRD SYBR qPCR Mix (TOYOBO).
  • Expression levels were normalized to 18s ribosomal RNA (rRNA).
  • the sequences of the primers used are summarized in Tables 2-1 and 2-2.
  • RNA sequence analysis Preparation of RNA-Sequencing Library and Sequencing Total RNA was extracted from cells sorted by a cell sorter according to the protocol attached to TRIzol LS. After synthesizing the cDNA, it was amplified using the SMART-Seq HT kit (Clontech) and an RNA-seq library was prepared using the Nextra XT kit (Illumina). Sequences were analyzed on the NextSeq 500 platform (Illumina) 75 bp single read. Each cell sample was provided by a healthy volunteer.
  • Progenitor cells sorted from Ym1-Venus mice were resuspended in 20 ⁇ l of PBS and injected into the bone cavity of Ly5.1 mice. Bone marrow was harvested from Ly5.1 mice 2 or 3 days after transplantation and analyzed by FACSVerse (BD).
  • cytokine array and ELISA Sorted human CXCR1-positive CD14-positive monocytes and human CXCR1-negative CD14-positive monocytes were cultured in DMEM supplemented with 10% FBS and 1% penicillin/streptomycin.
  • cytokine arrays 1 ⁇ 10 5 were seeded in 24-well plates. After 24 hours of culture, the culture supernatant was collected, and cytokine array was performed using a human cytokine array kit (R&D Systems).
  • ELISA monocytes were seeded at 2 x 104 in 96-well plates. After 24 hours, culture supernatants were collected and quantified with ELISA MAX Standard Kit (IL-6 and TNF ⁇ , BioLegend) or ELISA MAX Deluxe Set (CCL2, BioLegend).
  • T cells were added to the lower chamber of the Transwell plate (3 ⁇ m pores, polycarbonate membrane, Corning) and monocytes were added to the upper chamber.
  • N-acetyl-L-cysteine (NAC; 1 mM), 1400 W (2 ⁇ M), nor-NOHA (5 ⁇ M), catalase (20 U / ml), Z-VAD-FMK (20 ⁇ M), necrostatin -1 (Nec-1; 50 ⁇ M), ferrostatin (2 ⁇ M) or CA-074Me (10 ⁇ M) inhibitors were added. After 4 days of culture, cells were analyzed by FACSVerse (BD).
  • Figure 1A Identification of highly expressed surface markers on Ym1 + Ly6C + monocytes. Expression of surface molecules on bone marrow monocytes (Mo) and neutrophils (Neu) of Ym1-Venus mice was examined by flow cytometry (upper left). Surface molecules with differential expression levels between Ym1 + Ly6C + monocytes (blue) and Ym1 ⁇ Ly6C + monocytes (red, bottom left) were selected. Scatter plot showing the expression levels of surface markers (right). (FIG. 1B) CD88 and CD157 are expressed at higher levels in Ym1 + monocytes compared to Ym1 ⁇ monocytes.
  • CD88 and CD157 on Ym1 + Ly6C + monocytes, Ym1 ⁇ Ly6C + monocytes or neutrophils (Neu) of the bone marrow of na ⁇ ve or LPS-treated Ym1-Venus mice were examined by flow cytometry.
  • FIG. 1C CD88 and CD157 double positive monocytes and Ym1 + monocytes show similar gene expression patterns.
  • Ym1 + Ly6C + monocytes or Ym1 ⁇ Ly6C + monocytes were sorted from the bone marrow of LPS-treated Ym1-Venus mice (top).
  • Ly6G ⁇ Ly6C + CD115 + CD88 + CD157 + and CD88 ⁇ CD157 ⁇ monocytes were sorted from the bone marrow of LPS-treated WT mice (bottom).
  • Expression levels of Ym1 + Ly6C + monocyte-associated genes identified in a previous study (ref. 2) were expressed in Ym1 + Ly6C + monocytes and Ym1 ⁇ Ly6C + monocytes (top) or CD88 and CD157 double Quantified by qRT-PCR in positive monocytes and CD88 and CD157 double negative monocytes (bottom).
  • Fig. 1D CD88 and CD157 expression positively correlates with Ym1 protein expression in Ly6C + monocytes.
  • Intracellular Ym1 protein was stained using the protocol described in our previous report (ref. 2).
  • FIG. 1E Several neutrophil markers are highly expressed in Ym1 + monocytes. Expression levels of surface markers highly expressed in neutrophils (gray), Ym1 + monocytes (red), and Ym1 - monocytes (blue) were examined by flow cytometry.
  • FIG. 1F CD88 and CD157 are highly expressed on Ym1 + monocytes compared to Ym1 ⁇ monocytes.
  • Peripheral blood was collected from na ⁇ ve or LPS-treated Ym1-Venus mice and the expression levels of CD88 and CD157 on Ym1 + Ly6C + monocytes, Ym1 ⁇ Ly6C + monocytes or neutrophils (Neu) were examined by flow cytometry. .
  • FIG. 1G CD88 and CD157 expression positively correlates with Ym1 protein expression on Ly6C + monocytes in peripheral blood. Intracellular Ym1 protein was stained using the protocol described in our previous report (ref. 2).
  • FIG. 2A Experimental workflow Bone marrow cells from na ⁇ ve and LPS-treated Ym1-Venus mice were stained with 11 backbone markers and one of 255 PE-conjugated antibodies (LEGENDScreen mouse PE kit), followed by flow Analyzed by cytometry. Data from 255 FCS files were analyzed with the InfinityFlow pipeline (ref. 9), dimensionally compressed using the UMAP algorithm, and rendered on the UMAP plane.
  • FIG. 2B Clustering analysis of bone marrow mature and progenitor cells from na ⁇ ve Ym1-Venus mice. The cell population name was described based on known progenitor cell markers and mature cell markers (Fig.
  • FIG. 2K A heat map shows the expression levels of c-Kit (left) and Ym1 (right) expressed by progenitor cells and mature cells.
  • cMoP is arranged contiguously with MDP.
  • FIG. 2C Cluster analysis of bone marrow mature and progenitor cells in LPS-treated mice Compared to steady state (Fig. 2B), MDP is reduced and cMoP communicates poorly with MDP, conversely cMoP and proNeu1 ties are growing.
  • Fig. 2D cMoPs differentiate from different progenitor cells in steady-state and inflammatory conditions.
  • cMoP is located downstream of MDP in pseudo-time (SLINGSHOT) analysis of na ⁇ ve bone marrow (left). In contrast, cMoP is predicted to differentiate from proNeu1 in the bone marrow of LPS-treated mice (right).
  • FIG. 2E Heat map of CD81 and CX3CR1 expression levels in naive mice (top) and bone marrow cells of LPS-treated mice (bottom). Bone marrow cMoP of LPS-treated mice overexpresses CD81 and conversely underexpresses CX3CR1 compared to that of naive mice.
  • MDP-CD81 ⁇ CX3CR1 cMoP or proNeu2 In contrast, there is little differentiation from MDP-CD81 ⁇ CX3CR1 cMoP or proNeu2.
  • GMP, proNeu1, CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP, MDP, CD81 ⁇ CX3CR1 + cMoP and proNeu2 were sorted from bone marrow of naive Ym1-Venus mice. These progenitor cells were cultured in the presence of GM-CSF for 2 or 3 days. Ym1 expression in Ly6G + neutrophils, Ly6G ⁇ Ly6C + CD115 monocytes was examined by flow cytometry.
  • GMP, proNeu1 and CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP gave rise to Ym1 + Ly6C + monocytes.
  • MDP and CD81 ⁇ CX3CR1 + cMoP also gave rise to Ly6C monocytes, but these monocytes were mostly Ym1 negative.
  • proNeu2 was incapable of producing monocytes. Dotted line indicates wild-type control.
  • FIG. 2H CD81 + CX3CR1 - cMoP, but not MDP, differentiate into proNeu1.
  • GMP and proNeu1 were isolated from the bone marrow of naive Ym1-Venus mice and cultured in vitro for 1 day in the same manner as in FIG. 2G.
  • FIG. 2I GMP-proNeu1-CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP differentiate into Ym1 + Ly6C + monocytes in vivo.
  • Progenitor cells sorted from the bone marrow of naive Ym1-Venus mice were transferred into the bone marrow of LPS-administered congenic mice according to the same criteria as in FIG. 2G.
  • Differentiation of Ym1 + Ly6C + monocytes was examined 1 day after transfer.
  • FIG. 2J Schematic representation of monocyte and neutrophil differentiation pathways under inflammatory conditions. GMP differentiates into Ym1 + monocytes via proNeu1 and CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP.
  • FIG. 2K A diagram showing which known cells correspond to each cell population on the UMAP.
  • FIG. 2L A diagram showing sorting criteria for sorting various cells used in Figs. 2H-2I.
  • Figure 3 Identification of markers that are highly expressed on neutrophils compared to human peripheral blood monocytes. Criteria for defining human peripheral blood neutrophils and monocytes (left). The expression levels of surface markers in neutrophils and monocytes are shown in a scatter plot (right).
  • Fig. 3B Cluster analysis of human peripheral blood leukocytes. Criteria for defining neutrophils and monocytes expressing CD14 and/or CD16 (top row). UMAP dimensional compaction and phenogram clustering of progenitor and mature cells are shown (bottom left). Heat map of CXCR1 expression level (bottom right).
  • FIG. 3C Sorting criteria for neutrophils, CD14 + monocytes, CD14 + CD16 + monocytes and CD16 + monocytes.
  • FIG. 3D Giemsa staining of CXCR1 + CD14 + monocytes, CXCR1 - CD14 + monocytes and neutrophils.
  • CXCR1 + CD14 + monocytes like CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes, have large monolobed nuclei but lack the azurophilic granules typical of neutrophils. Scale bar represents 20 ⁇ m.
  • FIG. 3E Expression in CD14 + monocytes of various surface markers shown in Fig. 3A was analyzed by flow cytometry.
  • FIG. 4 Peripheral blood leukocytes from healthy volunteers were enriched by HetaSep density gradient centrifugation. Neutrophils, CXCR1 + CD14 + monocytes, CXCR1 + CD14 + monocytes, CD14 + CD16 + monocytes, and CD16 + monocytes were sorted by a cell sorter based on the criteria shown in Figure 3C. Total gene expression was quantified by RNA-seq analysis.
  • FIG. 4A Principal component analysis (PCA) of four monocytes and neutrophils.
  • FIG. 4B Hierarchical cluster analysis of gene expression in 5 cells. The dendrogram shows that CXCR1 + CD14 + monocytes are more closely related to neutrophils than to other monocytes.
  • FIG. 4C Hierarchical cluster analysis of CXCR1 + CD14 + and CXCR1 - CD14 + monocytes and extraction of genetic markers.
  • FIG. 4D Gene Ontology analysis of genes strongly expressed in CXCR1 + CD14 + monocytes. In CXCR1 + CD14 + monocytes, genes related to "granulocyte” and "neutrophil” activation are highly expressed.
  • FIG. 4F Data from single-cell RNA-seq analysis were reanalyzed using the UMAP algorithm (left, ref. 8).
  • Fig. 4G Gene expression in single-cell RNA-seq analysis (clusters 1, 5, 2, 8, left in Fig. 4F) and monocyte subsets sorted based on the sorting criteria defined in Fig. 3C. were compared in a heat map. Namely, clusters 1, 5, 2 and 8 defined by single-cell RNA-seq analysis correspond to CD16 + monocytes, CD14 + CD16 + monocytes, CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes and CXCR1 + CD14 + monocytes, respectively. do. (FIG.
  • FIG. 5A Cytokines and chemokines differentially produced between CXCR1 + CD14 + and CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes were identified by cytokine array.
  • CXCR1 + CD14 + monocytes (lower left) showed lower production of IL-6 and several other pro-inflammatory cytokines than CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes (upper left).
  • the right figure is a graph that quantifies the average signal strength of the left figure.
  • White bars indicate CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes
  • black bars indicate CXCR1 + CD14 + monocytes. Results from one healthy volunteer are shown.
  • FIG. 5C CXCR1 + CD14 + monocytes suppress T cell proliferation in a cell number-dependent manner. T cells stimulated with anti-CD3 and anti-CD28 were co-cultured with CXCR1 + CD14 + monocytes or CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes for 4 days. T cell numbers were quantified by flow cytometry. Control represents the number of T cells when cultured with T cells only. A representative example of experiments performed three times under the same conditions is shown.
  • FIG. 5D Suppression of T cell proliferation by CXCR1 + CD14 + monocytes is cell-contact dependent. T cells were stimulated with anti-CD3 and anti-CD28 in the lower chamber of the Transwell device. Monocytes were added to the upper chamber (No Contact) or lower chamber (Contact) of the same well and cultured for 4 days. Controls represent T cells without monocytes. Mean relative counts to controls were expressed as S.E. D. displayed with Shown by two-way ANOVA. *p ⁇ 0.05. Representative results from 3 healthy volunteers are shown. (FIG.
  • FIG. 5G Addition of catalase (left) or Nec-1 (right) abolished T cell proliferation suppression by CXCR1 + monocytes in a concentration-dependent manner.
  • Anti-CD3 and anti-CD28 stimulated T cells were co-cultured with CXCR1 + CD14 + monocytes or CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes in the presence or absence (control) of various inhibitors for 4 days. It was shown that catalase (left) or Nec-1 (right) relieved the T cell proliferation-suppressive effect by CXCR1 + monocytes in a concentration-dependent manner.
  • FIG. 6A The percentage of CXCR1 + CD14 + monocytes among CD14 + monocytes was elevated after TACE (trans-arterial chemoembolization) in patients with liver cancer .
  • TACE trans-arterial chemoembolization
  • Peripheral blood of cancer patients before TACE (upper row) and 3-4 days after TACE (lower row) was analyzed by flow cytometry.
  • a FACS plot of peripheral blood HLA-DR + CD15 ⁇ CD14 + CXCR1 + monocytes (red) is shown. Blue areas represent isotype controls.
  • FIG. 6B The increase in CXCR1 + CD14 + monocytes observed in FIG. 6A is statistically significant.
  • FIG. 6C The percentage of CXCR1 + CD14 + monocytes was transiently elevated after TACE.
  • FIG. 6D The percentage of CXCR1 + CD14 + monocytes is positively correlated with neutrophil count and CRP. r; Pearson correlation coefficient.
  • FIG. 6E Increased CXCR1 + CD14 + monocytes after tissue injury suppressed T cell proliferation, similar to that observed in healthy volunteers (FIG. 5C).
  • Peripheral blood T cells were co-cultured for 4 days in the presence of CXCR1 + CD14 + monocytes or CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes.
  • the average relative cell number to the cell number when cultured with T cells alone (control) is expressed as S.M. Displayed with D. *p ⁇ 0.05. Results from one patient are shown.
  • FIG. 6G Expression levels of CD66a/c/e and CD66b were positively correlated with neutrophil count and serum CRP. r; Pearson correlation coefficient.
  • Figure 1 Identification of surface markers with higher expression on Ym1+Ly6C+ monocytes compared to Ym1 - Ly6C + monocytes . and that its cell number increased rapidly during late inflammation in mice.
  • Ym1 + Ly6C + monocytes can be distinguished from classical Ym1 ⁇ Ly6C + monocytes by the expression levels of several neutrophil-associated genes such as Retnlg, Lcn2, Ltf.
  • Transcriptome analysis provides a useful tool for determining cell type, but does not allow for further functional analysis. As one way to solve this problem, we attempted to identify surface markers that could distinguish between Ym1 + Ly6C + monocytes and Ym1 ⁇ Ly6C + monocytes.
  • Ym1 + Ly6C + monocyte numbers increase rapidly in response to LPS administration in mice.
  • 57.1% of Ym1 + Ly6C + monocytes were double positive for CD88 and CD157 (Fig. 1B, bottom row).
  • 24.4% of Ym1 + Ly6C + monocytes were double positive for CD88 and CD157 (Fig. 1B, bottom row).
  • CD88 and CD157 are selectively expressed by Ym1 + Ly6C + monocytes.
  • CD88 and CD157 are also highly expressed by neutrophils (FIGS. 1B and 1E), indicating that Ym1 + Ly6C + monocytes share features with neutrophils. It is shown that.
  • FIG. 2-1 Identification of the Ym1 + Ly6C + monocyte differentiation pathway by InfinityFlow . + may be generated via a specific differentiation pathway different from that of monocytes.
  • CD88 and CD157 were added to the backbone markers as Ym1 + Ly6C + monocyte-specific surface markers, and 11 kinds of backbone markers and PE-conjugated variable antibodies (255 kinds) were used. and analyzed by flow cytometry.
  • Fig. 2A Data from 255 FCS files were analyzed with the InfinityFlow pipeline, dimensionally compressed using the UMAP algorithm, and rendered on the UMAP plane.
  • cMoP was located contiguously with MDPs in the bone marrow of naive mice. Interestingly, in the bone marrow of LPS-treated mice, cMoPs were located further from the MDPs and instead aligned more closely with neutrophil progenitor cells (Figs. 2B and 2C).
  • c-Kit + progenitor cells from HSCs, basophils, eosinophils, monocytes, and neutrophil lineages.
  • a SLINGSHOT analysis was performed to mimic the pathway of cell differentiation up to mature c-Kit - cells.
  • cMoP in the bone marrow of na ⁇ ve and LPS-treated mice is composed of two different cell types, the proportions of which differ depending on the state of the mouse (steady state or inflammatory state), and that these two This suggests that there are surface molecules that distinguish between the two different cMoPs.
  • Fig. 2A we searched for surface proteins that showed different expression levels between the two cells by reanalyzing the flow cytometry data (Fig. 2A).
  • Fig. 2E we found enhanced CD81 expression and decreased CX3CR1 expression in cMoP of the bone marrow of LPS-administered mice.
  • Fig. 2-2 Commonality of differentiation pathways of Ym1 + Ly6C + regulatory monocytes and neutrophils Based on the above analysis, Ym1 + Ly6C + monocytes are presumed to differentiate through the GMP-proNeu1-CD81 + CX3CR1 - cMoP pathway. bottom. To test this speculation, GMP was purified from the bone marrow of naive Ym1-Venus mice and stimulated with GM-CSF in vitro (Fig. 2G). GM-CSF stimulated GMPs produce both Ly6G + neutrophils and Ly6C + CD115 monocytes in 3 days (Fig. 2G, top panel).
  • Ly6C + monocytes contained 23.8% Ym1 + Ly6C + monocytes (Fig. 2G, top row).
  • proNeu1-derived CD11b + cells were Ly6G + neutrophils.
  • proNeu1 gave rise to a small fraction of Ly6C + monocytes (4.5% of CD11b + cells).
  • 17% of these Ly6C + monocytes were Ym1 positive (Fig. 2G, second column). This finding fits with the pathways predicted by pseudo-time series analysis (Fig. 2D).
  • CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP also differentiated into monocytes, 12.3% of which were Ym1 positive (FIG. 2G, third column). These findings indicate that GMP, proNeu1 and CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP can generate Ym1 + Ly6C + monocytes. On the other hand, MDP and CD81 ⁇ CX3CR1 + cMoP gave rise mainly to Ly6C monocytes, whereas Ym1 expression was barely detectable in those monocytes (FIG. 2G, 4th, 5th and last row). proNeu2 differentiated only into neutrophils (Fig. 2G, bottom panel), supporting the finding that proNeu2 has lost the ability to differentiate into monocytes.
  • proNeu1 In a short-term (1 day) in vitro culture, proNeu1 was found to differentiate into Ly6C + CD115 + CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP, a result that also supports the prediction of pseudo-time series analysis (Fig. 2D). . In contrast, MDPs were found to differentiate predominantly into CD81 ⁇ CX3CR1 + cMoP upon short-term culture (FIG. 2H). Taken together, these findings suggest that the Ym1 + Ly6C + monocyte branch point within granulocytic progenitor cells is proNeu1, and that Ym1 + Ly6C + monocytes differentiate through GMP, proNeu1 to CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP. means to
  • the present inventors further conducted adoptive transfer of the above-mentioned 6 progenitor cells prepared from CD45.2-positive Ym1-Venus mice into CD45.1-positive congenic mice administered with LPS, whereby these progenitor cells were inflammatory. It was confirmed which cells differentiated in vivo in the mouse in this state. Consistent with the observations of the in vitro culture system, some of the GMP, proNeu1 and CD81 + CX3CR1 ⁇ cMoP differentiated into Ym1 + Ly6C + monocytes 2 or 3 days after transfer (Fig. 2I, top, second 2 and 3rd column).
  • FIG. 3 Heterogeneity of Neutrophil Marker Expression in Human CD14 + Monocytes
  • Ym1 the gene encoding Ym1 (Chil3) is not conserved in humans, the human cell counterparts of mouse regulatory monocytes cannot be identified based on Ym1 expression.
  • the inventors noted that mouse regulatory monocytes expressed several neutrophil markers, and used the neutrophil markers as indicators to detect mouse Ym1 + regulatory monocytes. We searched for human cells corresponding to .
  • CXCR1 is more selective for neutrophils and CD14 + monocyte subsets, as CXCR1 expression was barely detectable on other monocyte subsets (CD14 + CD16 + monocytes and CD16 + monocytes).
  • CXCR1 + CD14 + monocytes had large monolobular nuclei and had morphological features distinct from neutrophils (Fig. 3D). identified a subpopulation of HLA-DR + CD15 ⁇ CD14 + monocytes expressing CXCR1 as the human counterpart of mouse Ym1 + Ly6C + regulatory monocytes in the peripheral blood of healthy donors. bottom.
  • FIG. 4 Characterization of CXCR1 + CD14 + Monocytes by Transcriptome Analysis
  • PCA Principal component analysis
  • Hierarchical cluster analysis of gene expression in the five cells revealed that the dendrogram showed that CXCR1 + CD14 + monocytes were more closely related to neutrophils than other monocytes (Fig. 4B).
  • hierarchical cluster analysis of CXCR1 + CD14 + monocytes and CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes and extraction of gene markers were performed, and Gene Ontology analysis of genes strongly expressed in CXCR1 + CD14 + monocytes was performed.
  • + CD14 + monocytes were found to have high expression of gene clusters related to activation of "granulocytes" and "neutrophils" (Figs. 4C and 4D). Quantitative PCR also confirmed that some of the genes overexpressed in CXCR1 + CD14 + monocytes identified in FIG.
  • Clusters 2 and 5 correspond to CD14 + 'classical' monocytes and CD14CD16 double positive monocytes, respectively.
  • Cluster 8 one of the two smaller clusters, showed a gene expression pattern similar to that named "Mono3" in Villani's analysis (high expression of CXCR1, TNFRSF10C, NAMPT).
  • Another small cluster, cluster 9, was excluded from subsequent analyses, as it may correspond to natural killer dendritic cells defined as "Mono4" in Villani's analysis.
  • gene expression in single-cell RNA-seq analysis clusters 1, 5, 2, 8 in FIG. 4F, left
  • monocyte subsets sorted based on the sorting criteria defined in FIG. 3C were analyzed. Compare with a heatmap.
  • RNA-seq analysis of CXCR1 + CD14 + monocytes showed expression profiles very similar to cluster 8 defined by single-cell RNA-seq when comparing these marker genes (e.g., TNFRSF10C and CXCR2, Fig. 4G). These results suggest that CXCR1 + CD14 + monocytes are an independent subpopulation within CD14 + classical monocytes, defined by distinct gene expression profiles, using CD14, CD16 and CXCR1 as surface markers. We conclude that it can be isolated.
  • FIG. 5 Immunoregulatory Phenotype of CXCR1 + CD14 + Monocytes
  • cytokine panel The concentrations of 15 cytokines and chemokines fell within the detectable range of this assay. Consequently, the production of proinflammatory cytokines ( IL-1 ⁇ , IL-6, TNF ⁇ and chemokines (CCL2, CXCL1) by CXCR1 + CD14 + monocytes was reduced compared to CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes .
  • Fig. 5A The reduced production of some of these cytokines (IL-6 and TNF ⁇ ) was verified by ELISA (Fig. 5B). These findings suggest that CXCR1 + CD14 + monocyte cytokines The profile (IL-6, TNF ⁇ ) partially matches that of mouse Ym1 + regulatory monocytes, ie they produce more inflammatory cytokines and chemokines than CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes. indicates low volume.
  • the immunosuppressive potential of the two monocytes was then assessed by co-culturing the monocytes in vitro with T cells prepared from the same donor.
  • Addition of CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes to T cells increased CD4 and CD8 T cells after 4 days of co-culture (Fig. 5C). This suggests that CXCR1 ⁇ CD14 + monocytes support T cell survival.
  • CXCR1 + monocytes reduced the number of co-cultured T cells in vitro in a cell number-dependent manner (Fig. 5C). This reduction was not observed when CXCR1 + CD14 + monocytes were used with the Transwell device, which prevents cell-cell interactions (Fig. 5D).
  • T cells were co-cultured with CXCR1 + CD14 + monocytes to which N-acetylcysteine (antioxidant NAC), 1400W (iNOS inhibitor) or -NOHA (arginase 1 inhibitor) was added.
  • NAC antioxidant NAC
  • 1400W iNOS inhibitor
  • -NOHA arginase 1 inhibitor
  • necrostatin-1 an inhibitor of necroptosis, inhibited suppression of T cells by CXCR1 + CD14 + monocytes (FIG. 5E right, FIG. 5F, FIG. 5G).
  • FIG. 6 Expansion of CXCR1 + CD14 + monocytes after tissue injury and inflammation in humans
  • One of the hallmarks of murine regulatory monocytes is a rapid increase in cell number following systemic inflammation.
  • inflammation associated with primary tumor intervention also increases the production of regulatory monocytes in the bone marrow, resulting in enhanced cancer metastasis in the lung (ref. 3).
  • TACE transcatheter arterial chemoembolization
  • TACE a therapeutic method in which an anticancer drug is administered into blood vessels near a tumor to block blood flow to the liver tumor. This allows larger amounts of the drug to reach the tumor for a longer period of time, potentially killing more cancer cells.
  • TACE causes liver tissue damage, usually accompanied by a transient increase in body temperature and serum CRP.
  • the proportion of CXCR1 + CD14 + monocytes increased significantly 3-4 days after TACE (Figs. 6A and 6B: 21.5% to 37.6%) and then tapered off towards basal values over the next 2 weeks (Figure 6B). Figure 6C).
  • FIGs. 6A and 6B 21.5% to 37.6%
  • CXCR1 + CD14 + monocytes proliferating after inflammation exhibit immunologically distinct phenotypes from those under physiological conditions CXCR1 + CD14 + monocytes and CXCR1 + CD14 + monocytes were co-cultured in vitro with T cells purified from the same donor as described in Figure 5C.
  • CD88 and CD157 are surface markers specific for Ym1 + Ly6C + monocytes that are not expressed on Ym1 ⁇ Ly6C + monocytes, but are expressed on Ym1 + Ly6C + monocytes.
  • molecules corresponding to mouse CD88 and CD157 include CXCR1, CD66a, CD66b, CD66c and CD66e. These markers are upregulated on the cell surface of CXCR1 + CD14 + monocytes after cancer treatment in a subject.
  • CXCR4 chemokine receptor involved in the migration of Ym1 + Ly6C + monocytes (to the lungs)
  • CXCR1 a candidate chemokine receptor that may be involved in the migration of human CXCR1 + CD14 + monocytes.
  • This CXCR1 acts as a receptor for the cytokine IL-8.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mycology (AREA)

Abstract

【課題】 がんの予防および/または治療のための医薬組成物を提供すること。 【解決手段】 CXCR1+CD14+単球を有する対象に投与するための医薬組成物であって、マトリックスメタロプロテナーゼ-9(Matrix metalloproteinase 9;MMP-9)の活性を阻害する化合物を含む、医薬組成物。

Description

がんの予防および/または治療のための医薬組成物
 本発明は、がんの予防および/または治療のための医薬組成物に関する。
 本発明者らは、免疫抑制型マクロファージを探索する過程で、炎症後期のマウスの骨髄で増加し、末梢組織に移動するYm1陽性制御性単球を発見した。すなわち、Ym1陽性制御性単球を消去したマウスでは、腸炎に伴う体重減少や組織修復が遅延することから、当該単球が、炎症抑制と組織修復を促進することを見出した(特許文献1、非特許文献1)。さらに、最近、担癌モデルマウスを用いた研究で、Ym1陽性制御性単球が、がんの転移促進に関与することを報告した(特許文献2、非特許文献2)。
 この細胞の免疫調節作用および組織修復機能は、様々な炎症疾患やがんの治療標的として有望であるが、臨床応用を進めるためには、マウス制御性単球に相当するヒトのカウンターパートを同定し、その産生機構を解明する必要があった。しかしながら、ヒトにはYm1の相同遺伝子が保存されていないため、Ym1発現を指標としてヒト制御性単球を解析することができなかった。
Ikeda N, Asano K, Kikuchi K, Uchida Y, Ikegami H, Takagi R, Yotsumoto S,Shibuya T, Makino-Okamura C, Fukuyama H, Watanabe T, Ohmuraya M, Araki K, NishitaiG, Tanaka M. Emergence of immunoregulatory Ym1(+)Ly6C(hi) monocytes during recovery phase of tissue injury. Sci Immunol 3; 2018. Shibuya T, Kamiyama A, Sawada H, Kikuchi K, Maruyama M, Sawado R, Ikeda N, Asano K, Kurotaki D, Tamura T, Yoneda A, Imada K, Satoh T, Akira S, Tanaka M,Yotsumoto S. Immunoregulatory Monocyte Subset Promotes Metastasis Associated WithTherapeutic Intervention for Primary Tumor. Front Immunol 12; 663115, 2021.
特開2019-201561号公報 特願2021-126801
 本発明は、がんの予防および/または治療のための医薬組成物を提供することを目的とする。
 本発明者らは、ヒト制御性単球の探索につながる情報を得るため、マウスにおいて、Ym1陽性制御性単球の分化経路や表面マーカーを詳細に解析し、制御性単球と好中球との類似性に関する知見を得た(図1および図2)。この制御性単球と好中球との類似性を手掛かりとして、本発明者らは、好中球マーカー発現を指標にヒト制御性単球を探索し、CD14陽性単球を、CXCR1発現レベルの異なる2つのクラスターに分類できることを明らかにした(図3)。
 次いで、ヒトCXCR1陽性単球の機能および特徴を理解するため、健常人末梢血から分取した単球(CXCR1陽性CD14陽性単球、CXCR1陰性CD14陽性単球、CD14/CD16二重陽性単球およびCD16陽性単球の4種類の単球)ならびに好中球の全遺伝子発現を、RNAシークエンス解析した結果、CXCR1陽性単球が、遺伝子レベルでも、好中球と類似することが示された(図4)。さらに、本発明者らは、健常人の末梢血からCXCR1陽性CD14陽性単球と、CXCR1陰性CD14陽性単球とを分取し、同じドナーから調製したT細胞と、インビトロで共培養したところ、CXCR1陽性CD14陽性単球が、T細胞増殖抑制機能を有することを見出した。これにより、はじめて同定したCXCR1陽性CD14陽性単球が、マウスの制御性単球に相当することを証明した(図5)。また、肝動脈化学塞栓術(Transcatheter arterial chemoembolization;TACE)を施行し、広範な肝組織傷害を惹起したがん患者の末梢血において、CD14陽性単球中に占めるCXCR1陽性CD14陽性単球の割合が、有意に増加することを示し、ヒトCXCR1陽性CD14陽性単球も、マウスYm1陽性単球と同じような挙動を示すことを実証した(図6)。これらの結果は、ヒトCXCR1陽性CD14陽性単球が、マウスYm1陽性単球のカウンターパートに相当することを強く支持する知見であり、本発明は、これらの知見に基づき成されたものである。
 すなわち、本発明は以下のとおりである:
[1]CXCR1CD14単球を有する対象に投与するための医薬組成物であって、
 マトリックスメタロプロテナーゼ-9(Matrix metalloproteinase 9;MMP-9)の活性を阻害する化合物を含む、医薬組成物;
[2]前記MMP-9の活性を阻害する化合物が、CXCR1アンタゴニスト、Lcn2アンタゴニスト、CD66aアンタゴニスト、CD66bアンタゴニスト、CD66cアンタゴニスト、CD66eアンタゴニストおよびMMP-9アンタゴニストからなる群より選択される少なくとも1つである、[1]に記載の医薬組成物;
[3]前記MMP-9の活性を阻害する化合物が、
 抗CXCR1抗体、CXCR1阻害剤、抗Lcn2抗体、Lcn2阻害剤、抗CD66a抗体、CD66a阻害剤、抗CD66b抗体、CD66b阻害剤、抗CD66c抗体、CD66c阻害剤、抗CD66e抗体、CD66e阻害剤、抗MMP-9抗体およびMMP-9阻害剤からなる群より選択される少なくとも1つである、[1]または[2]に記載の医薬組成物;
[4]がんを予防および/または治療するための、[1]~[3]のいずれか1項に記載の医薬組成物;
[5]がん転移を抑制および/または予防するための、[1]~[3]のいずれか1項に記載の医薬組成物;
[6]前記がん転移が、急性炎症によって生じたがん転移であるか、または、腫瘍に対する治療的介入によって生じたがん転移である、[5]に記載の医薬組成物;
[7]前記腫瘍に対する治療的介入が、外科的切除、化学療法および放射線療法からなる群より選択される、[6]に記載の医薬組成物;
[8]前記腫瘍に対する治療的介入が、肝動脈化学塞栓術(Transcatheter arterial chemoembolization;TACE)である、[6]または[7]に記載の医薬組成物;
[9]前記CXCR1CD14単球を有する対象が、がんに罹患している、[1]~[8]のいずれか1項に記載の医薬組成物;
[10]前記CXCR1CD14単球を有する対象が、ヒトである、[1]~[9]のいずれか1項に記載の医薬組成物;
[11]MMP-9活性化経路を阻害する組成物であって、
 前記MMP-9活性化経路は、CXCR1CD14単球、Lcn2およびMMP-9を含み、
 前記組成物が、MMP-9の活性を阻害する化合物を含む、組成物;
[12]前記MMP-9活性化経路が、CD66a、CD66b、CD66cおよびCD66eから選択される少なくとも1つをさらに含む、[11]に記載の組成物;
[13](i)治療的介入前の対象の末梢血サンプル中の白血球に対するCXCR1CD14単球の割合を測定する工程、
 (ii)治療的介入後の前記対象の末梢血サンプル中の白血球に対するCXCR1CD14単球の割合を測定する工程、
 (iii)前記(i)で測定した割合と、前記(ii)で測定した割合とを比較する工程
を含む、がんの進展のリスクの評価方法;
[14]前記(i)および/または(ii)における測定はフローサイトメトリーによって行われる、[13]に記載の方法;
[15]抗CXCR1抗体、抗Lcn2抗体、抗CD66a抗体、抗CD66b抗体、抗CD66c抗体、抗CD66e抗体および抗MMP-9抗体から選択される少なくとも1つを含む、がんの進展の可能性を予測するためのキット;
[16]CXCR1CD14単球を有する対象の血液から該CXCR1CD14単球を吸着除去するための血液浄化装置であって、
 抗CXCR1抗体を担持したアフィニティカラムを備えた、装置;
[17]前記CXCR1CD14単球を有する対象が、がんに罹患している、[16]に記載の装置;
[18]抗CXCR1抗体を担持したアフィニティカラムによって、CXCR1CD14単球を有する対象の血液からCXCR1CD14単球を吸着して、当該血液からCXCR1CD14単球を除去する方法;
[19]CXCR1CD14単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物をスクリーニングする方法であって、
 (i)CXCR1CD14単球とT細胞との共培養系に、候補化合物を添加する工程、および
 (ii)T細胞の数が増えた場合に、前記候補化合物を前記単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定する工程
を含む、方法;
[20]CXCR1CD14単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物をスクリーニングする方法であって、
 (i)CXCR1CD14単球を含む単球集団に、候補化合物を添加する工程、
 (ii)前記単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合を測定する工程、および
 (iii)前記候補化合物が、前記CXCR1遺伝子を発現する単球の割合を変化させた場合に、前記候補化合物を単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定する工程
を含む、方法;
[21]CXCR1CD14単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物をスクリーニングする方法であって、
 (i)単球前駆細胞集団に、候補化合物を添加する工程、
 (ii)前記単球前駆細胞集団から単球集団を分化させる工程、
 (iii)前記分化した単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合を測定する工程、および
 (iv)前記候補化合物が、前記CXCR1遺伝子を発現する単球の割合を変化させた場合に、前記候補化合物を単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定する工程
を含む、方法。
 本発明によれば、がんの予防および/または治療のための医薬組成物を提供することができる。
Ym1Ly6C単球上で高発現した表面マーカーを示す図である。 骨髄でのCD88およびCD157のYm1Ly6C単球上での発現を示す図である。 CD88およびCD157の二重陽性単球は遺伝子発現に関してYm1+Ly6C単球に相当することを示す図である。 骨髄でのCD88およびCD157発現と、Ly6C単球におけるYm1タンパク質発現との相関関係を示す図である。 図1Aで示した各種表面マーカーの、Ym1単球、Ym1単球および好中球上の発現を示す図である。 末梢血中でのCD88およびCD157のYm1単球上での発現を示す図である。 末梢血中でのCD88およびCD157発現と、Ly6C単球におけるYm1タンパク質発現との相関関係を示す図である。 実験戦略のワークフローを示す図である。本図は、具体的には、ナイーブおよびLPS投与をしたYm1-Venusマウス由来の骨髄細胞を、11種類のバックボーンマーカーおよびPE結合可変抗体(255種類:LEGENDScreenマウスPEキット)で染色し、フローサイトメトリーにより分析した。得られた結果を、InfinityFlowパイプラインにより解析し、細胞ごとに255のマーカーの共発現パターンを予測した。 図2Aの結果をもとに、ナイーブのYm1-Venusマウス骨髄のUMAPプロットを作成し、各マーカー発現をヒートマップ表示した図である。図2Kの結果をもとにUMAPプロット上の各種成熟細胞および前駆細胞の分布を示してある。 図2Bと同様に、LPS投与Ym1-Venusマウスの骨髄のUMAPプロットを示す図である。 図2Aの結果をもとに、クラスタリングおよび擬時系列解析により分化経路を予測した図である。 ナイーブ(左上)およびLPS投与をしたマウスの骨髄細胞(左下)のUMAPプロットを示す図である。 ナイーブ(上)またはLPS投与(下)マウス骨髄におけるcMoP上のCD81およびCX3CR1の発現を示す図である。本図は、具体的には、ナイーブマウスの骨髄のcMoPの大部分が、高レベルのCX3CR1と低レベルのCD81を発現する(右上)のに対し、LPS投与マウス骨髄のcMoPの大部分が、低レベルのCX3CR1と高レベルのCD81を発現する(右下)ことを示す。 GM-CSFの存在下、インビトロでのGMP、proNeu1およびCD81CX3CR1cMoPからのYm1Ly6C単球の分化を示す図である。 GMP、proNeu1およびMDPをGM-CSFの存在下で短時間(24時間)培養して、cMoPに分化させた際の、各cMoPのCD81およびCX3CR1の表面発現をフローサイトメトリーで調べた結果を示す図である。 GMP-proNeu1CD81CX3CR1cMoPが、インビボでYm1Ly6C単球に分化することを示す図である。 炎症条件下における単球と好中球の分化模式図を示す。 図2A~図2Cの解析で得られたUMAPプロットに、これまでに報告されている表面マーカーで分類した前駆細胞を含む各種免疫細胞の分布を重ねて示した図である。 図2H~図2Tに用いた各種細胞のゲーティング戦略を示した図である。 単球と比較してヒト末梢血好中球上で優先的に発現されるマーカーを示す図である。 異なったCXCR1発現量に基づきCD14単球の中の単球の2つの亜集団を同定するクラスター解析の結果を示す図である。 好中球、CD14単球、CD14CD16単球およびCD16単球を定義するのに使用されたゲーティング戦略を示す図である。 CXCR1CD14単球、CXCR1CD14単球および好中球の形態的特徴を示す図である。 図3Aで示した各種表面マーカーのCD14単球における発現を示す図である。 4つ単球および好中球のRNAシーケンスに基づく主成分分析(PCA)の結果を示す図である。 4つ単球および好中球のRNAシーケンス結果の階層的クラスタリングを示す図である。本図は、CXCR1CD14単球の遺伝子発現パターンはCXCR1CD14単球と比べて、好中球との類似性が高いことを示す。 RNAシーケンスにより抽出されたCXCR1CD14単球あるいはCXCR1CD14単球で高発現する遺伝子を示すヒートマップである。 図4Cで定義されたCXCR1CD14単球で高発現する遺伝子で有意に増加する遺伝子オントロジーを示す図である。 図4Cで定義されたCXCR1CD14単球で高発現する遺伝子発現をqRT-PCRで確認した結果を示す図である。 Villaniらの一細胞RNAシーケンス結果を再解析したUMAPプロット(左)およびヒートマップ(右)を示す図である。 単球クラスターを識別するマーカー遺伝子の相対的発現のヒートマップを示す図である。 好中球で高発現する3つの遺伝子の各種細胞における発現量を示す図である。本図は、CXCR1CD14単球では、好中球で高発現するすべての遺伝子の発現が高いわけではないことを示している。 CXCR1CD14単球とCXCR1CD14単球の培養上清を用いたサイトカインアレイ結果を示す図である。 図5Aで同定されたCXCR1CD14単球による炎症誘発性サイトカイン(IL-6およびTNFα)の発現低下をELISA法で確認した結果を示す図である。 CXCR1CD14単球が、T細胞の増殖を細胞数依存的に抑制することを示す図である。 CXCR1CD14単球によるT細胞増殖の抑制が、細胞間接触依存性であることを示す図である。 カタラーゼ(左)またはNec-1(右)の添加により、CXCR1単球によるT細胞増殖抑制が打ち消されたことを示す図である。 CXCR1CD14単球によるT細胞増殖の抑制因子が、同細胞の培養上清中には存在しないことを示す図である。 カタラーゼ(左)またはNec-1(右)が濃度依存的に、CXCR1CD14単球によるT細胞増殖抑制効果を打ち消すことを示す図である。 TACE前(上段)とTACE後3~4日(下段)の癌患者の末梢血をフローサイトメトリーで分析した結果を示す図である。 TACE前と比較してTACEの3~4日後のCXCR1CD14単球が増加することを示す図である。 TACE前後のCXCR1CD14単球の比率を示す図である。 CXCR1CD14単球の割合と、好中球数および血清CRPとの相関関係を示す図である。 TACE前およびTACE96時間後のCXCR1CD14単球によるT細胞の増殖抑制の程度を示す図である。 TACE前後のCXCR1CD14単球におけるCD66a/c/eおよびCD66bの発現を示す図である。 CD14単球に占めるCXCR1CD66a/c/eおよびCXCR1CD66b細胞の割合と、好中球数および血清CRPとの相関関係を示す図である。
 本発明の第1の側面は、CXCR1CD14単球を有する対象に投与するための医薬組成物に関し、当該医薬組成物は、マトリックスメタロプロテナーゼ-9(Matrix metalloproteinase 9;MMP-9)の活性を阻害する化合物を含む。ここで、「CXCR1CD14単球」は、CXCR1(「CD181」としても既知。)遺伝子およびCD14遺伝子を発現している単球をいい、「CXCR1を発現したCD14単球」、「CXCR1およびCD14を発現した単球」および「CXCR1陽性CD14陽性単球」と同義である。本単球において、典型的には、CXCR1およびCD14は単球表面に発現する。好ましい態様において、「CXCR1CD14単球」は、CXCR1遺伝子およびCD14遺伝子に関し、これらの遺伝子およびタンパク質の両方を発現している。
 本明細書において、各マーカー遺伝子の発現は、遺伝子およびタンパク質のいずれに基づいて確認してもよい。マーカー遺伝子の発現は、当該分野で公知の技術を用いて確認することができ、例えば、qPCRにより、そのマーカー遺伝子の発現量を測定することによって確認することができる。
 本明細書において、「CXCR1CD14単球を有する対象」とは、CXCR1およびCD14を発現した単球を有する対象をいう。具体的に、当該対象は、CXCR1が発現していることが確認されたCD14陽性単球を有している。CXCR1は典型的には、CD14単球の表面に発現している。CD14単球のCXCR1の発現は、当該分野で既知の方法、例えば、免疫細胞染色およびRT-PCRによって検出することができる。また、CXCR1の発現は、フローサイトメトリーによって検出することも可能である。「CXCR1CD14単球を有する対象」とは、好ましくは、当該対象におけるCD14単球のうちCXCR1CD14単球の占める割合が高い対象であり、より好ましくは、当該対象におけるCD14単球のうちCXCR1CD14単球の占める割合が、健常人と比較して高い対象である。「CXCR1CD14単球を有する対象」において、「CXCR1CD14単球/CD14単球」の割合は、例えば30%以上、好ましくは35%以上、より好ましくは40%以上、さらにより好ましくは45%以上、特により好ましくは50%以上である。
 本明細書において、単球に発現するマーカー遺伝子には、そのホモログが含まれるものとする。「CXCR1およびCD14を発現した単球」は具体的には、CXCR1遺伝子またはそのホモログ、および、CD14遺伝子またはそのホモログを発現した単球を指す。本明細書で言及する他のマーカー遺伝子についても同様に、そのマーカー遺伝子の範囲には、そのホモログも包含されるものとする。
 本明細書において、特定の遺伝子の「ホモログ」は、該特定の遺伝子のヌクレオチド配列、または該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列と特定の相同性を有する実体を意味する。ここで、配列に関し、「相同性」、「同一性」および「配列同一性」の語は互換可能に使用される。「配列同一性」の割合は、具体的には、当業者に周知のアラインメントアルゴリズムを用いて2つの遺伝子のヌクレオチド配列またはこれらをコードするタンパク質のアミノ酸配列を整列させた後に、これら2つの配列間で同一のヌクレオチドまたはアミノ酸残基の割合をいう。
 特定の遺伝子の「ホモログ」は、当該遺伝子のコードするタンパク質のアミノ酸配列に対して75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上の配列同一性を有する。配列同一性はまた、類似の化学的特性および/または機能を有するアミノ酸残基の観点から考慮してもよい。
 上記アラインメントには、GCG Wisconsin Bestfitパッケージ(Devereuxら、1984 Nuc.Acids Research 1 p387)、BLASTパッケージ(Ausubelら、1999 Short Protocols in Molecular Biology、第4版、第18章)、FASTA(Altschulら、1990 J.Mol.Biol.403~410)、DNASISTM(Hitachi Software)等のコンピュータプログラムを使用できるが、これらに限定されない。
 「対象」は、脊椎動物、好ましくは哺乳動物である。本明細書において、「哺乳動物」の語は、哺乳動物に分類されるあらゆる動物を指すために使用され、例えば、ヒト、サル、マウス、ラット、ウシ、ウマ、ヒツジ、イヌおよびネコが含まれるが、これらに限定されない。本明細書において、「対象」は、好ましくはヒトである。
 本発明にかかる医薬組成物は、典型的には、がんを予防および/または治療するための医薬組成物である。がんの種類は、特に限定されないが、好ましくは固形がんである。固形がんは、限定されるものではないが、例えば、肝臓がん、胃がん、食道がん、肺がん、大腸がん、膵臓がん、乳がん、悪性黒色種である。一態様において、固形がんは、肝臓がんである。
 本発明にかかる医薬組成物は、がん転移を抑制および/または予防するための医薬組成物であってもよい。
 本明細書において「がん転移」に関し、「抑制」および「予防」の語は共に、治療および予防策の両方を包含するが、好ましくは、がんの転移を予防すること、遅らせること、および軽減することを包含するものとする。がん転移に関し、「抑制」および「予防」の語には、がんの病巣の数の減少、病巣の範囲の縮小、病巣の数および範囲の安定化(すなわち、増加および拡大させない)、病巣の数および範囲の増加または拡大の減速ならびに遅延が含まれるが、これらに限定されない。
 がん転移の「抑制」または「予防」は、当該分野で公知の方法に従って評価することができる。例えば、結節の数、がん細胞の局在、および、がん細胞に高発現する遺伝子を指標として評価することができる。結節の数およびがん細胞の局在は、例えば、組織染色および画像診断を用いて評価することができる。また、がん細胞に高発現している遺伝子は、例えば、免疫蛍光染色法、および、RT-PCR法によって確認することができる。
 「MMP-9の活性を阻害する化合物」の語は、最も広い意味で使用され、MMP-9の活性化を引き起こす経路(以下、「MMP-9活性化経路」とも称する。)に関与する化合物および細胞のいずれか1つ以上の生物学的活性を阻害する化合物が含まれるものとする。
 本明細書において、「MMP-9活性化経路」は、CXCR1CD14単球と、MMP-9とを含むものである。「MMP-9活性化経路」は、好ましくは、CXCR1CD14単球と、Lcn2と、MMP-9とを含むものである。より具体的には、「MMP-9活性化経路」は、CXCR1を発現したCD14単球が、MMP-9を分泌することを含む経路をいう。
 本明細書において、「MMP-9活性化経路」の語は「がん進展カスケード」と同義である。当該経路は、Neutrophil gelatinase-associated lipocalin protein(Lcn2)をさらに含んでもよい。Lcn2は、MMP-9を安定化することによってMMP-9の活性を増強する作用を有する。ここで、「がんの進展」の語には、例えば、がんの発症、がんの転移、がんの浸潤、がんの再発、がん細胞の増殖、および、がんの浸潤などが含まれる。
 好ましい一態様において、「MMP-9活性化経路」は、CD66a、CD66b、CD66cおよびCD66eから選択される少なくとも1つをさらに含む。別の一態様において、「MMP-9活性化経路」は、CD66bと、CD66b、CD66cおよびCD66eから選択される少なくとも1つとをさらに含む。
 「MMP-9」は、細胞外マトリックス成分に対する生体内分解酵素の一種であり、活性中心に金属イオンが配座しているタンパク質分解酵素である。MMP-9は、「ゼラチナーゼB」とも称される。MMP-9は、組織、細胞および血中に存在し、細胞外マトリックスの構成成分であるゼラチン、IV型コラーゲン、V型コラーゲンおよびエラスチンを分解する活性を有し、癌の浸潤および転移に関与する。一般的に、MMP-9は、好中球、マクロファージ、トロボブラスト、破骨細胞、癌細胞、T-リンパ球等によって産生されるが、本発明が対象とする「MMP-9」は、CXCR1CD14単球によって産生されるMMP-9である。
 本明細書において、「MMP-9の活性を阻害する化合物」は、MMP-9の活性を直接的に阻害する化合物に限られず、一連の経路(例えば、「MMP-9活性化経路」または「がん進展カスケード」)において、間接的に、MMP9の活性を阻害する化合物も含む。例えば、ある化合物が、「MMP-9活性化経路」の上流に存在する標的を阻害することによって、上記経路の下流においてMMP-9活性が阻害される場合、この化合物は直接的にはMMP-9の活性を阻害しないが、間接的にMMP-9の活性を阻害することにより、本明細書においては、「MMP-9の活性を阻害する化合物」と定義される。MMP-9の活性を間接的に阻害する化合物としては、例えば、後述のCXCR1アンタゴニスト、CD66aアンタゴニスト、CD66bアンタゴニスト、CD66cアンタゴニストおよびCD66eアンタゴニストが挙げられる。
 「MMP-9の活性を阻害する化合物」には、上記の化合物および細胞の少なくとも1つの活性を阻害する化合物が包含され、例えば、CXCR1アンタゴニスト、Lcn2アンタゴニスト、CD66aアンタゴニスト、CD66bアンタゴニスト、CD66cアンタゴニスト、CD66eアンタゴニストおよびMMP-9アンタゴニストが挙げられる。一態様において、「MMP-9の活性を阻害する化合物」は、CXCR1アンタゴニスト、Lcn2アンタゴニスト、CD66aアンタゴニスト、CD66bアンタゴニスト、CD66cアンタゴニスト、CD66eアンタゴニストおよびMMP-9アンタゴニストからなる群より選択される少なくとも1つである。
 本明細書において、「アンタゴニスト」の語は、最も広い意味で使用される。「アンタゴニスト」は分子であり、作用の基となるメカニズムに関わらず、部分的にまたは完全に標的分子の生物学的活性を遮断、阻害、中和、防御および/または干渉するものである。
 本発明者らが得た知見は、CXCR1CD14単球を有する対象の処置において、MMP-9の活性化を引き起こす経路(以下「MMP-9活性化経路」とも称する。)を標的にすることの有用性を示すものである。したがって、「MMP-9の活性化を引き起こす経路に関与する化合物」の語には、例えば、CXCR1、IL-8、Lcn2、CD66a、CD66b、CD66c、CD66eおよびMMP-9などが含まれる。また、「MMP-9の活性化を引き起こす経路に関与する細胞」の語には、例えば、CXCR1CD14単球、並びに、CXCR1、CD66a、CD66b、CD66c、CD66eおよびMMP-9のいずれかを発現または産生する細胞などが含まれる。
 (CXCR1アンタゴニスト)
 「CXCR1アンタゴニスト」に関連して、標的分子である「CXCR1(CD181)」の「生物学的活性」とは、例えば、CXCR1がリガンドと結合する能力、および、CXCR1を表面に発現する単球においてMMP-9の産生を誘導する能力である。具体的には、CXCR1は、免疫細胞の局所への遊走に関わるサイトカインであるIL-8のレセプターとして作用する。CXCR1アンタゴニストは、例えば、CXCR1を特異的に認識して結合し、免疫系細胞の活性化による抗体依存性細胞傷害(Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity;ADCC)活性、補体依存性細胞傷害(Complement-Dependent Cytotoxicity;CDC)活性および抗体依存性細胞貪食(Antibody-Dependent Cellular Phagocytosis;ADCP)活性を誘導する能力、ならびに、CXCR1を発現した単球によるMMP-9産生を阻害または遮断する能力に基づいて同定され得る。
 CXCR1アンタゴニストは例えば、CXCR1を表面に発現した単球を、試験化合物の存在下および不存在下でインキュベートし、エフェクター細胞あるいは補体を含む血清をさらに加えてインキュベートし、細胞障害に伴って培養上清中に遊離する物質、例えばLDHなどを測定することによって同定することができる。試験化合物が無い場合と比較して試験化合物が有る場合の方が、細胞障害に伴って遊離する物質の濃度が高ければ、その試験化合物はCXCR1アンタゴニストである。また、CXCR1アンタゴニストは例えば、CXCR1を表面に発現した単球を、試験化合物の存在下および非存在下でインキュベートし、細胞培養物上清のMMP-9レベルを、例えばELISAによって、モニタリングすることができ、試験化合物が無い場合と比較して試験化合物が有る場合の方が、MMP-9レベルが低ければ、その試験化合物はCXCR1アンタゴニストである。他の方法として、試験化合物による処理の前後でリアルタイムRT-PCRを用いて、CXCR1を発現する組織におけるMMP-9 mRNAの発現をモニタリングすることもできる。試験化合物存在下でMMP-9 mRNAレベルが減少することは、その化合物がCXCR1アンタゴニストであることを示す。
 「CXCR1アンタゴニスト」の例には、天然CXCR1ポリペプチド全体もしくは天然CXCR1ポリペプチドサブユニットに対する中和抗体、免疫グロブリン定常領域配列と融合したCXCR1サブユニットを含む免疫付着因子、小分子、天然CXCR1ポリペプチド全体もしくは天然CXCR1ポリペプチドサブユニットに結合するアプタマー、天然CXCR1ポリペプチド全体もしくはそのサブユニットをコードする遺伝子の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子(例えば、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、デコイおよびリボザイム)などが含まれるが、これらに限定されない。
 ここで、天然CXCR1ポリペプチドのアミノ酸配列は、当該分野で既知のデータベースから取得することができる。天然CXCR1ポリペプチドのアミノ酸配列としては例えば、
 C-X-C chemokine receptor type 1 [Homo sapiens],NCBI Reference Sequence:NP_000625
が挙げられる。CXCR1アンタゴニストには、このような配列を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片、ならびに、当該配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片などが含まれる。
 天然CXCR1ポリペプチドをコードする遺伝子の塩基配列としては例えば、
 Homo sapiens C-X-C motif chemokine receptor 1 (CXCR1),mRNA;NCBI Reference Sequence: NM_000634
が挙げられる。CXCR1アンタゴニストには、
 ・上記のようなアミノ配列を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のようなアミノ配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のような塩基配列を有する遺伝子、
 ・上記のような塩基配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有する塩基配列を有する遺伝子
の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子などが含まれる。
 「CXCR1アンタゴニスト」には、例えば、抗体および抗体フラグメントならびに低分子化合物が含まれる。CXCR1アンタゴニストは、例えば、抗CXCR1抗体およびCXCR1阻害剤である。
 (Lcn2アンタゴニスト)
 「Lcn2」は、Lipocalin-2、Neutrophil Gelatinase-assoziated Lipocalin(NGAL)、24p3またはNeutrophil Lipocalin(NL)としても知られる分泌型糖タンパク質である。Lcn2は、ストレスタンパク質としても機能し、先天性免疫反応、分化、腫瘍発生および細胞の生存などの多様な細胞プロセスに関与する。「Lcn2アンタゴニスト」に関連して、標的分子である「Lcn2」の「生物学的活性」とは、例えば、MMP-9を安定化させることによりMMP-9活性を維持する能力である。Lcn2アンタゴニストは、例えば、Lcn2を特異的に認識して結合し、MMP-9のゼラチナーゼ活性を阻害する能力に基づいて同定され得る。
 Lcn2アンタゴニストは例えば、Lcn2を発現した細胞、または、Lcn2をコートしたプレートを、試験化合物の存在下および非存在下でインキュベートし、MMP-9をさらに加えてインキュベートし、MMP-9のゼラチナーゼ活性を測定することによって同定することができる。試験化合物が無い場合と比較して試験化合物が有る場合の方が、ゼラチナーゼ活性が低ければ、その試験化合物はLcn2アンタゴニストである。
 「Lcn2アンタゴニスト」の例には、天然Lcn2ポリペプチド全体もしくは天然Lcn2ポリペプチドサブユニットに対する中和抗体、免疫グロブリン定常領域配列と融合したCXCR4サブユニットを含む免疫付着因子、小分子、天然Lcn2ポリペプチド全体もしくは天然Lcn2ポリペプチドサブユニットに結合するアプタマー、天然Lcn2ポリペプチド全体もしくはそのサブユニットをコードする遺伝子の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子(例えば、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、デコイおよびリボザイム)などが含まれるが、これらに限定されない。
 ここで、天然Lcn2ポリペプチドのアミノ酸配列は、当該分野で既知のデータベースから取得することができる。天然Lcn2ポリペプチドのアミノ酸配列としては例えば、
 Homo sapiens neutrophil gelatinase-associated lipocalin precursor,NCBI Reference Sequence: NP_005555
が挙げられる。Lcn2には、このような配列を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片、ならびに、当該配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片などが含まれる。
 天然Lcn2ポリペプチドをコードする遺伝子の塩基配列としては例えば、
 Homo sapiens lipocalin 2(Lcn2),mRNA; NCBI Reference Sequence: NM_005564
が挙げられる。Lcn2アンタゴニストには、
 ・上記のようなアミノ配列を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のようなアミノ配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のような塩基配列を有する遺伝子、
 ・上記のような塩基配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有する塩基配列を有する遺伝子
の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子などが含まれる。
 「Lcn2アンタゴニスト」には、例えば、抗体および抗体フラグメントならびに低分子化合物が含まれる。Lcn2アンタゴニストは、例えば、抗Lcn2抗体およびLcn2阻害剤である。
 (CD66bアンタゴニスト)
 「CD66b(Cluster of Differentiation 66b)」は、本発明者らによって、TACEを行った後の肝癌患者の末梢血中において、CXCR1CD14単球の表面に高発現することが確認された(図6A~6D)。CD66bは、グリコシル-ホスファチジルイノシトール結合型糖タンパクであり、「CGM6」としても既知である。CD66bは、典型的には、好中球のCD11/CD18接着活性調節において、シグナル伝達を介して関与していると考えられており、骨髄球、後骨髄球、好中球および分葉核好中球に強く発現することが知られているが、CXCR1CD14単球の表面上の「CD66b」に関し、その機能はまだ具体的に示されていない。CD66bアンタゴニストは、例えば、CD66bを特異的に認識して結合し、その機能を抑制する能力に基づいて同定され得る。CD66bアンタゴニストは、本発明者らが見出したがん進展カスケードの上流に存在する、CXCR1CD14単球の表面に発現したCD66bを阻害することによって、当該単球のMMP-9の産生を誘導する能力を低下させ、本カスケードの下流におけるMMP-9の活性を間接的に阻害する。CD66bアンタゴニストが抗CD66b抗体である場合、抗CD66b抗体がCD66bを認識することにより、例えばADCC、CDCまたはADCPによりCXCR1単球を除去し、MMP-9の産生を阻害し得る。
 「CD66bアンタゴニスト」の例には、天然CD66bポリペプチド全体もしくは天然CD66bポリペプチドサブユニットに対する中和抗体、免疫グロブリン定常領域配列と融合したCD66bサブユニットを含む免疫付着因子、小分子、天然CD66bポリペプチド全体もしくは天然CD66bポリペプチドサブユニットに結合するアプタマー、天然CD66bポリペプチド全体もしくはそのサブユニットをコードする遺伝子の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子(例えば、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、デコイおよびリボザイム)などが含まれるが、これらに限定されない。
 ここで、天然CD66bポリペプチドのアミノ酸配列は、当該分野で既知のデータベースから取得することができる。天然CD66bポリペプチドのアミノ酸配列としては例えば、
 Homo sapiens carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 8 precursor,NCBI Reference Sequence:NP_001807
が挙げられる。CD66bアンタゴニストには、このような配列を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片、ならびに、当該配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片などが含まれる。
 天然CD66bポリペプチドをコードする遺伝子の塩基配列としては例えば、
 Homo sapiens CEA cell adhesion molecule 8 (CEACAM8),mRNA;NCBI Reference Sequence:NM_001816
が挙げられる。CD66bアンタゴニストには、
 ・上記のようなアミノ配列を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のようなアミノ配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のような塩基配列を有する遺伝子、
 ・上記のような塩基配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有する塩基配列を有する遺伝子
の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子などが含まれる。
 「CD66bアンタゴニスト」には、例えば、抗体および抗体フラグメントならびに低分子化合物が含まれる。CD66bアンタゴニストは、例えば、抗CD66b抗体およびCD66b阻害剤である。
 (CD66aアンタゴニスト、CD66cアンタゴニストおよびCD66eアンタゴニスト)
 CD66a、CD66cおよびCD66eのうちの少なくとも1つは、CD66bと同様、本発明者らによって、TACEを行った後の肝癌患者の末梢血中において、CXCR1CD14単球の表面に高発現することが確認された(図6F)。なお、「CD66a/c/e」との表記は、CD66a、CD66cおよびCD66eの3つの分子を認識し得る「抗CD66a/c/e抗体」を用いて、CD66a、CD66cおよびCD66eのうちの少なくとも1つが検出されたことを示す。CD66a、CD66cおよびCD66eは、Igスーパーファミリーの癌胎児性抗原(carcinoembryonic antigen;CEA)ファミリーのメンバーである。CXCR1CD14単球の表面上の「CD66aアンタゴニスト」、「CD66cアンタゴニスト」および「CD66eアンタゴニスト」に関し、その機能はまだ具体的に示されていない。CD66aアンタゴニストは、例えば、CD66aを特異的に認識して結合し、その機能を抑制する能力に基づいて同定され得る。CD66aアンタゴニストは、本発明者らが見出したがん進展カスケードの上流に存在する、CXCR1CD14単球の表面に発現したCD66aを阻害することによって、当該単球のMMP-9の産生を誘導する能力を低下させ、本カスケードの下流におけるMMP-9の活性を間接的に阻害する。CD66aアンタゴニストが抗CD66a抗体である場合、抗CD66a抗体がCD66aを認識することにより、例えばADCC、CDCまたはADCPによりCXCR1単球を除去し、MMP-9の産生を阻害し得る。CD66cアンタゴニストおよびCD66eアンタゴニストについても、CD66aアンタゴニストと同様の説明が適用される。
 CD66aアンタゴニストは例えば、CD66aを表面に発現した細胞を、試験化合物の存在下および非存在下でインキュベートし、CD66aが本来結合する分子に対する結合活性を測定することによって同定することができる。試験化合物が無い場合と比較して試験化合物が有る場合の方が、当該結合活性が低下していれば、その試験化合物はCD66aアンタゴニストである。CD66cアンタゴニストおよびCD66eアンタゴニストについても、CD66aアンタゴニストと同様の方法によって同定することができる。
 「CD66aアンタゴニスト」の例には、天然CD66aポリペプチド全体もしくは天然CD66aポリペプチドサブユニットに対する中和抗体、免疫グロブリン定常領域配列と融合したCD66aサブユニットを含む免疫付着因子、小分子、天然CD66aポリペプチド全体もしくは天然CD66aポリペプチドサブユニットに結合するアプタマー、天然CD66aポリペプチド全体もしくはそのサブユニットをコードする遺伝子の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子(例えば、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、デコイおよびリボザイム)などが含まれるが、これらに限定されない。「CD66cアンタゴニスト」の例および「CD66eアンタゴニスト」の例についても、「CD66aアンタゴニスト」の例と同様の説明が適用される。
 ここで、天然CD66aポリペプチド、天然CD66cポリペプチドおよび天然CD66eポリペプチドのアミノ酸配列は、当該分野で既知のデータベースから取得することができる。これらポリペプチドのアミノ酸配列としては例えば、
 ・Homo sapiens carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 1 isoform 2 precursor,NCBI Reference Sequence: NP_001020083、
 ・Homo sapiens carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 6 preproprotein,NCBI Reference Sequence: NP_002474、
 ・Homo sapiens carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 5 isoform 1 preproprotein,NCBI Reference Sequence: NP_001278413
が挙げられる。CD66aアンタゴニスト、CD66cアンタゴニストおよびCD66eアンタゴニストのそれぞれには、このような配列を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片、ならびに、当該配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片などが含まれる。
 天然CD66aポリペプチドをコードする遺伝子の塩基配列、天然CD66cポリペプチドをコードする遺伝子の塩基配列、および、天然CD66eポリペプチドをコードする遺伝子の塩基配列としては例えば、
 ・Homo sapiens Homo sapiens CEA cell adhesion molecule 1 (CEACAM1), transcript variant 2,mRNA; NCBI Reference Sequence: NM_001024912、
 ・Homo sapiens CEA cell adhesion molecule 6 (CEACAM6),mRNA; NCBI Reference Sequence: NM_002483、
 ・Homo sapiens CEA cell adhesion molecule 5 (CEACAM5),transcript variant 2,mRNA; NCBI Reference Sequence: NM_001291484
が挙げられる。CD66aアンタゴニスト、CD66cアンタゴニストおよびCD66eアンタゴニストのそれぞれには、
 ・上記のようなアミノ配列を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のようなアミノ配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のような塩基配列を有する遺伝子、
 ・上記のような塩基配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有する塩基配列を有する遺伝子
の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子などが含まれる。
 「CD66aアンタゴニスト」、「CD66cアンタゴニスト」および「CD66eアンタゴニスト」のそれぞれには、例えば、抗体および抗体フラグメントならびに低分子化合物が含まれる。
 (MMP-9アンタゴニスト)
 MMP-9は、細胞増殖因子の細胞外ドメイン分泌を制御するマトリックスメタロプロテナーゼである。「MMP-9アンタゴニスト」に関連して、標的分子である「MMP-9」の「生物学的活性」とは、例えば、細胞外マトリックスの構成成分を分解する能力である。MMP-9アンタゴニストがMMP-9阻害剤である場合、MMP-9による細胞外マトリックスの構成成分の分解を阻害し得る。MMP-9アンタゴニストが抗MMP-9抗体である場合、当該アンタゴニストは、例えば、MMP-9を特異的に認識して結合し、ADCC活性、CDC活性およびADCP活性を誘導する能力に基づいて同定されてもよい。
 MMP-9アンタゴニストは例えば、MMP-9タンパク質をコートしたプレートを、試験化合物の存在下および不存在下でインキュベートし、ゼラチナーゼ活性を測定することによって同定することができる。試験化合物が無い場合と比較して試験化合物が有る場合の方が、ゼラチナーゼ活性レベルが低ければ、その試験化合物はMMP-9アンタゴニストである。
 「MMP-9アンタゴニスト」の例には、天然MMP-9ポリペプチド全体もしくは天然MMP-9ポリペプチドサブユニットに対する中和抗体、免疫グロブリン定常領域配列と融合したMMP-9サブユニットを含む免疫付着因子、小分子、天然MMP-9ポリペプチド全体もしくは天然MMP-9ポリペプチドサブユニットに結合するアプタマー、天然MMP-9ポリペプチド全体もしくはそのサブユニットをコードする遺伝子の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子(例えば、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、デコイおよびリボザイム)などが含まれるが、これらに限定されない。
 ここで、天然MMP-9ポリペプチドのアミノ酸配列は、当該分野で既知のデータベースから取得することができる。天然MMP-9ポリペプチドのアミノ酸配列としては例えば、
 Homo sapiens matrix metalloproteinase-9 preproprotein,NCBI Reference Sequence: NP_004985
が挙げられる。MMP-9アンタゴニストには、このような配列を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片、ならびに、当該配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドを特異的に認識する抗体およびその断片などが含まれる。
 天然MMP-9ポリペプチドをコードする遺伝子の塩基配列としては例えば、
 Homo sapiens matrix metallopeptidase 9(Mmp9),mRNA; NCBI Reference Sequence: NM_004994
が挙げられる。MMP-9アンタゴニストには、
 ・上記のようなアミノ配列を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のようなアミノ配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有するポリペプチドをコードする遺伝子、
 ・上記のような塩基配列を有する遺伝子、
 ・上記のような塩基配列と一定の配列同一性(例えば、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上または98%以上の配列同一性)を有する塩基配列を有する遺伝子
の翻訳および転写の少なくとも一方を阻害することのできる核酸分子などが含まれる。
 「MMP-9アンタゴニスト」には、例えば、抗体および抗体フラグメントならびに低分子化合物が含まれる。MMP-9アンタゴニストは、例えば、抗MMP-9抗体およびMMP-9阻害剤である。公知のMMP-9阻害剤として、例えば、SB-3CT(CAS:292605-14-2)、AG-L-66085(CAS 1177749-58-4)およびレプトマイシンB(LMB)(CAS:87081-35-4)が挙げられる。
 本明細書において、「抗体」の語は最も広い意味で使用され、特にモノクローナル抗体(例えば中和抗体および作動性抗体)、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば二重特異性抗体)および抗体フラグメントが含まれる。目的とする生物学的活性を示す限り、モノクローナル抗体には、キメラ抗体および当該抗体のフラグメントが含まれる。キメラ抗体は、重鎖あるいは軽鎖もしくはその両方の一部分が、特定の種由来の抗体、あるいは特定の抗体クラスあるいはサブクラスに属する抗体の対応する配列と同一であるかまたは相同であり、残りの鎖は別の種由来の抗体ならびにこのような抗体のフラグメント、あるいは別の抗体クラスあるいはサブクラスに属する抗体の対応する配列と同一であるもしくは相同であるものである(米国特許第4,816,567号明細書; Morrison et al.,Proc Natl.Acad.Sci.USA,81:6851-6855、1984)。さらにモノクローナル抗体には、非ヒト免疫グロブリン由来の最小配列を含む、「ヒト化」抗体またはフラグメントが含まれ、当該フラグメントとしては、例えば、Fv、Fab、Fab’、F(ab’)2、その他抗体の抗原結合部分配列が挙げられるがこれらに限定されない。一態様において、ヒト化抗体は、受容者のCDR由来の残基が、所望の特異性、親和性、能力を持つ非ヒト種(供与体抗体)のCDR由来の残基に置き換わっているヒト免疫グロブリン(受容者抗体)であってもよい。非ヒト種の例には、マウスもしくはラット、ウサギ等がある。一例では、ヒト免疫グロブリンのFv、FR残基は、非ヒトの対応する残基に置換されている。ヒト化抗体は受容者抗体に導入されたCDRまたはフレームワーク配列にもみられない残基を含んでいてもよい。これらの修飾は、抗体の性能を向上させる目的で行われる。一般に、ヒト化抗体は実質的にあらゆる、1つ以上、典型的には2つの可変ドメインを含み、ここで、全てのもしくは実質的に全てのCDR領域が非ヒト免疫グロブリンのCDR領域に相当し、且つ全ての、もしくは実質的に全てのFR領域がヒト免疫グロブリン配列のFR領域である。また最適なヒト化抗体は免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部を含み、典型的にはヒト免疫グロブリンの定常領域を含む。ヒト化抗体には霊長類化抗体が含まれてもよい。詳細は、当該分野で公知の文献、例えば、Jones et al.,Nature,321:522-525(1986)およびReichmann et al.,Nature,332:323-329(1998)などに記載される。
 「抗体フラグメント」には、全長抗体の一部分、一般的にはその抗原結合領域または可変領域が含まれる。抗体断片の例としては、Fab、Fab’、F(ab’)2およびFv断片;単一鎖抗体分子;ダイアボディ;直鎖状抗体;単鎖抗体分子および抗体断片から形成された多重特異性抗体が含まれる。
 「モノクローナル抗体」の語は、実質的に均質な抗体、すなわち母集団を含むそれぞれの抗体がわずかに存在してもよい天然に生じ得る変異を除いて同等であるような母集団から得られる抗体を指す。モノクローナル抗体は高度に特異的であり、単一の抗原部位を指向する。更に、典型的には異なる決定基(エピトープ)に向けられた異なる抗体を含む慣用の(ポリクローナル)抗体調製物とは対照的に、各モノクローナル抗体は抗原上の単一の決定基に向けられている。
 「アンチセンスオリゴヌクレオチド」の語は、配列特異的な方法で標的遺伝子の転写または翻訳、もしくはその両方を阻害することができる核酸分子として定義される。「アンチセンス」の語は、その核酸が標的遺伝子のコーディング(「センス」)遺伝子配列に対して相補的であることを指す。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ワトソン-クリック塩基結合によって逆平行方向に新生mRNAとハイブリダイズする。標的mRNA鋳型と結合することによって、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、コードされているタンパク質の翻訳の達成を阻害する。この語には特に「リボザイム」と呼ばれるアンチセンス薬剤が含まれ、これは自然自己スプライシング活性を持つ配列を加えることによって標的RNAの触媒切断を誘導するように設計されたものである(例えば、W arzocha et al.,Leuk.Lymphoma 24:267-281[1997]参照)。
 一態様において、MMP-9の活性を阻害する化合物は、抗CXCR1抗体、CXCR1阻害剤、抗Lcn2抗体、Lcn2阻害剤、抗CD66b抗体、CD66b阻害剤、抗CD66a/c/e抗体、CD66a/c/e阻害剤、抗MMP-9抗体およびMMP-9阻害剤からなる群より選択される少なくとも1つである。
 好ましい態様において、がん転移は、急性炎症によって生じたがん転移であるか、または、腫瘍に対する治療的介入によって生じたがん転移である。ここで、腫瘍に対する治療的介入は、例えば、外科的切除、化学療法および放射線療法からなる群より選択され、好ましくは、外科的切除、より好ましくは、腫瘍の切除である。別の態様において、治療的介入は、肝動脈化学塞栓術(TACE)である。
 一態様において、CXCR1CD14単球を有する対象は、がんに罹患している。別の一態様において、CXCR1CD14単球を有する対象は、固形がんに罹患している。
 本発明に係る医薬組成物には、典型的には、製薬上に許容される添加剤、例えば、当該分野で既知の賦形剤、結合剤、滑沢剤、溶剤、希釈剤、安定化剤、等張化剤などを含んでよい。
 本発明に係る医薬組成物は、例えば、錠剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤、注射剤、液剤、坐剤などに製剤化され、例えば、経口、静脈内、皮下、腹腔内、筋肉内により投与することができる。本発明に係る医薬組成物の投与量は、対象の年齢、体重、病状などによって異なる。
 本発明にかかる組成物は、更なる医薬組成物と組み合わせた、組合せ剤として用いられてもよい。組合せ剤に関し、それぞれの医薬組成物における成分(すなわち、第1の有効成分および第2の有効成分)は、一緒に、順々にまたは個別に、1つの組み合わせ単位剤形または個別の2つの単位剤形で投与されてもよい。治療有効量の、本発明にかかる組合せ剤の各有効成分が、同時に、個別に、または、任意の順序で、順次にもしくは連続して投与されてもよい。組合せ剤において、第1の有効成分および前記第2の有効成分が複数のユニットで存在してもよい。組合せ剤には、例えば、それぞれの有効成分と使用指示とを含むキットも含まれる。
 本発明の第2の側面は、MMP-9活性化経路を阻害する組成物に関し、該MMP-9活性化経路は、CXCR1CD14単球、Lcn2およびMMP-9を含み、前記組成物は、MMP-9の活性を阻害する化合物を含む。好ましい態様において、前記MMP-9活性化経路は、CD66a、CD66b、CD66cおよびCD66eから選択される少なくとも1つをさらに含む。別の一態様において、前記MMP-9活性化経路は、CD66aと、CD66b、CD66cおよびCD66eから選択される少なくとも1つとをさらに含む。別の一態様において、前記MMP-9活性化経路は、IL-8をさらに含んでもよい。
 本発明の第3の側面は、がん進展のリスクの評価方法に関し、当該方法は、
 (i)治療的介入前の対象の末梢血サンプル中の白血球に対するCXCR1CD14単球の割合を測定する工程、
 (ii)治療的介入後の前記対象の末梢血サンプル中の白血球に対するCXCR1CD14単球の割合を測定する工程、
 (iii)前記(i)で測定した割合と、前記(ii)で測定した割合とを比較する工程
を含む、がんの進展のリスクの評価方法を含む。一態様において、工程(iii)における比較において、前記(ii)で測定した割合が前記(i)で測定した割合よりも増加している場合、がんの進展の可能性が存在すると同定する。
 本明細書において、がんの進展のリスクの評価には、例えば、がんの進展の可能性の評価、がんの進展のリスクの予測、および、がんの進展の可能性の予測と同義に使用される。
 前記工程(i)および/または(ii)における測定は、典型的には、フローサイトメトリーによって行われる。好ましい態様において、前記(i)および(ii)の双方における測定が、フローサイトメトリーによって行われる。
 上記がんの進展のリスクの評価方法は、例えば、対象におけるがん発症の予測、対象におけるがんの経過観察、および、対象におけるがんの予後の観察に使用することができる。
 本発明の別の側面は、がんの進展の可能性を予測するためのキットに関する。当該キットは、がんの進展の可能性を評価または予測するためのキットである。本キットは、例えば、抗CXCR1抗体、抗Lcn2抗体、抗CD66a抗体、抗CD66b抗体、抗CD66c抗体、抗CD66e抗体および抗MMP-9抗体から選択される少なくとも1つを含む。当該キットを使用する場合、対象の末梢血サンプル中の白血球に対するCXCR1CD14単球の割合を検出することができる。好ましくは、治療的介入前の対象の末梢血サンプル中の白血球に対するCXCR1CD14単球の割合R1と、治療的介入後の前記対象の末梢血サンプル中の白血球に対するCXCR1CD14単球の割合R2とを比較することを含んでよい。
 本発明のさらに別の側面は、MMP-9を阻害する化合物を含む組成物に関する。当該組成物において、MMP-9を阻害する化合物は、抗CXCR1抗体、CXCR1阻害剤、抗Lcn2抗体、Lcn2阻害剤、抗CD66a抗体、CD66a阻害剤、抗CD66b抗体、CD66b阻害剤、抗CD66c抗体、CD66c阻害剤、抗CD66e抗体、CD66e阻害剤、抗MMP-9抗体およびMMP-9阻害剤からなる群より選択される少なくとも1つである。当該組成物において、MMP-9を阻害する化合物は、複数を組み合わせて含んでもよい。かかる組成物は、例えば、CXCR1CD14単球の検出に使用されてもよい。
 本発明のさらに別の側面は、CXCR1CD14単球を有する対象の血液からCXCR1CD14単球を吸着除去するための血液浄化装置に関し、当該装置は、抗CXCR1抗体を担持したアフィニティカラムを備える。当該CXCR1CD14単球を有する対象は、例えば、がんに罹患している。
 本発明のさらに別の側面は、抗CXCR1抗体を担持したアフィニティカラムによって、CXCR1CD14単球を有する対象の血液からCXCR1CD14単球を吸着して、当該血液からCXCR1CD14単球を除去する方法に関する。当該CXCR1CD14単球を有する対象は、例えば、がんに罹患している。
 本発明のさらに別の側面は、CXCR1CD14単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物をスクリーニングする方法に関し、当該方法は、
 (i)CXCR1CD14単球とT細胞との共培養系に、候補化合物を添加する工程、および
 (ii)T細胞の数が増えた場合に、前記候補化合物を前記単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定する工程
を含む。
 ここで、「T細胞増殖抑制作用の調節」とは、好ましくは、「T細胞増殖抑制作用の解除」である。T細胞の増殖抑制作用が解除されると、T細胞が増殖する。
 T細胞の数を評価する際には、例えば、T細胞の数を1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2.0倍、2.5倍または3.0倍以上増加または減少させた場合に、当該候補化合物を単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定することができる。T細胞の数は、当業者に公知の方法を利用することができ、例えば、フローサイトメーターおよび血球計算盤を使用して測定することができる。
 別の一態様において、本スクリーニング方法は、以下:
 (i)CXCR1CD14単球を含む単球集団に、候補化合物を添加する工程、
 (ii)前記単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合を測定する工程、および
 (iii)前記候補化合物が、前記CXCR1遺伝子を発現する単球の割合を変化させた場合に、前記候補化合物を単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定する工程
を含む。
 本明細書において「スクリーニング」とは、目的とするある特定の性質をもつ生物または物質などの標的を、特定の操作/評価方法で多数を含む集団の中から選抜することをいう。本明細書においては、「同定」、「分離」、「単離」、「純化」といった用語も、同様の意味で使用されることがある。
 候補化合物としては、低分子化合物、タンパク質、核酸、その他のポリマー、金属その他の無機化合物等、特に限定されず様々なものを用いることができる。候補化合物として、細胞の断片や細胞自体を用いてもよい。
 単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合を測定する際には、公知の方法を使用することができ、例えば、フローサイトメトリーなどを用いることができる。
 前記CXCR1遺伝子を発現する単球の割合の変化を評価する際には、例えば、CXCR1遺伝子を発現する単球の割合を1%、2%、3%、4%、5%、10%、20%、30%、50%、60%、70%、80%、90%または100%以上増加または減少させた場合に、当該候補化合物を単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定することができる。CXCR1遺伝子を発現する単球の割合を増加させる化合物は、単球のT細胞増殖抑制作用を抑制する化合物として同定され得る。この際、当該変化について統計学的有意性を検討することが望ましい。このような統計学的有意性の検討に際しては、当業者に公知の方法を利用することができる。
 本発明のさらに別の側面は、CXCR1CD14単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物をスクリーニングする方法に関し、当該方法は、
 (i)単球前駆細胞集団に、候補化合物を添加する工程、
 (ii)前記単球前駆細胞集団から単球集団を分化させる工程、
 (iii)前記分化した単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合を測定する工程、および
 (iv)前記候補化合物が、前記CXCR1遺伝子を発現する単球の割合を変化させた場合に、前記候補化合物を単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定する工程
を含む。
 上記単球前駆細胞集団は、公知の方法により、骨髄組織等から得ることができる。例えば、上記単球前駆細胞集団として、共通単球前駆細胞(cMoP)を用いることができるが、これに限定されない。このような単球前駆細胞集団は、細胞表面マーカーなどを利用して、公知の方法により取得することができる。
 前記単球前駆細胞集団から単球集団を分化させる際には、公知の方法を利用することができ、例えば、単球前駆細胞集団をCSF、G-CSF、IL-3、IL-6等のサイトカインの組み合わせの存在下で一定期間培養することにより、単球集団を分化させることができる。
 前記候補化合物は、単球前駆細胞集団から単球集団を分化させる工程の前に投与されてもよいし、分化させる工程の途中で投与されてもよい。
 前記分化した単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合の変化を評価する際には、例えば、前記分化した単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合を1%、2%、3%、4%、5%、10%、20%、30%、50%、60%、70%、80%、90%または100%以上増加または減少させた場合に、当該候補化合物を単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定することができる。分化した単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合を増加させる化合物は、単球のT細胞増殖抑制作用を抑制する化合物として同定され得る。
 本明細書において、マーカー分子の発現に関して、「+」の表記と「陽性」の表記とは同義であるものとする。同様に、「-」の表記と「陰性」の表記も、同義であるものとする。
 以上、本発明を実施するための形態を例示したが、上記実施形態はあくまでも例として示されるものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。以下、更なる説明の目的として実施例を記載するが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。
 以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
 <方法>
 (試験デザイン)
 組織再生を促進する能力を有する単球サブセットをin vivoで同定するため、細胞免疫学および動物研究における実験を設計および実施した。in vivo実験のサンプルサイズ(n=3~8)は、適切な数の実験用マウスを使用し、独立した反復を可能にしつつ、統計解析に最適なサイズとなるよう決定した。
 (マウス)
 C57BL/6J(7~12週齢)マウスは、CLEA Japan,Inc.から入手した。Ym1-Venusマウスを本発明者らの研究室で作製した(参考文献2)。すべてのマウスは、東京薬科大学実験動物施設においてSPF条件下で飼育した。ここに記載したマウスを用いた実験はすべて、東京薬科大学動物実験委員会(L20-18、L21-19)の承認を受け、適切なガイドラインおよび規則に従って実施した。
 (試薬)
 リポ多糖(LPS;E.coli、O111:B4)およびカタラーゼ、N-アセチル-L-システイン、フェロスタチンをSigma社から購入した。ネクロスタチン-1はAbcam社から購入した。7-アミノ-アクチノマイシンD(7-AAD)、PerCP/Cy5.5ストレプトアビジン、ブリリアントバイオレット421ストレプトアビジン、Fixation Buffer、Intracellular staininng Permm Wash BufferおよびGM-CSFをBiolegend社から購入した。4’,6-Diamidino-2-phenylindole(DAPI)およびL-NMMAをDojindoから購入した。Diff-Quik染色セットはシスメックス社から購入した。nor-NOHAおよび1400WはCayman社から購入した。Z-VAD-FMKはペプチド研究所社から購入した。使用した抗体を表1にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 (ヒト血液試料および単核細胞の単離)
 健常ボランティア由来の末梢血を用いた実験は、東京薬科大学倫理委員会の承認のもと(承認番号:20-4)、TACE(肝動脈化学塞栓術)治療患者検体を用いた実験は、東京医科歯科大学倫理審査委員会の承認を受けたプロトコール(承認番号:G2020-011)に従い、我が国の関連法に準拠して実施した。東京大学薬学倫理委員会または東京医科歯科大学倫理審査委員会で承認された手順に従い、全ドナーから書面によるインフォームドコンセントを得た。末梢血単核細胞(PBMC)を、健常ボランティアまたはTACE治療患者から得たサンプルのFicoll-Paque(GE Healthcare)またはHetaSep(Veritas)密度勾配遠心法により分離した。細胞表面マーカー分析のために、PBMCを、HLA-DR、CD15、CD14、CD16、CD10、CD24、CD66a/c/e、CD66b、CXCR1、Sialyl LewisXおよびCCR2に対する抗体で染色し、FACS Celesta(BD)により分析した。データ収集後、FCSファイルを、UMAPによる非線形次元圧縮および、Phenograph-clusteringを行った。UMAPパラメーターは「n_neighbors=20」、「min_dist=0.5」および「metric=“euclidean”」を使用した。Phenographパラメーターは「k=174」を使用した。単球およびT細胞単離のために、PBMCを、HLA-DR、CD15、CD14およびCD16またはCD3に対する抗体の混合物で染色し、FACSAriaIII(BD)でそれぞれの細胞を分取した。
 (マウス骨髄細胞単離およびフローサイトメトリーならびにソーティング)
 マウス骨髄から単細胞懸濁液を調製するため、両側脛骨および大腿骨を氷冷FACS緩衝液(0.5% BSA/2mM EDTA/PBS)中で、26ゲージ針でフラッシュし、70μmナイロンメッシュに通した。単球の細胞表面マーカー分析のために、赤血球をPharm Lyse(BD Biosciences、NJ)で溶解し、細胞をCD115、Ly6C、CD88およびCD157に対する抗体の混合物で染色し、細胞をFACSVerse(BD)により分析した。前駆細胞の細胞表面マーカー分析のために、溶血済の骨髄細胞を、lineageマーカー(以下「Lin」と称することもある。CD3、CD4、CD8、NK1.1、B220およびTer119)および、cKit、CD106、CD16/32、CD115、Ly6C、CD81およびCD157に対する抗体の混合物で染色し、FACSVerse(BD)により解析した。細胞内Ym1染色のために、溶血処理後の細胞を、CD115、Ly6C、CD88およびCD157に対する抗体とEMAの混合物で染色した後、Fixation Bufferで固定し、Intracellular staininng Permm Wash Buffer中で細胞膜透過処理した。固定/細胞膜透過処理した細胞を、抗Ym1またはアイソタイプ一致対照抗体およびAlexa Fluor 488ストレプトアビジンで染色し、次いで、FACS Verseによって細胞を分析した。
 単球の単離のために、骨髄細胞を抗CD16/32とインキュベートし、次いで、lineageマーカー(CD4、CD8、NK1.1、B220、およびTer119)に対するビオチン化抗体のカクテルとインキュベートし、続いて、抗ビオチンマイクロビーズ(Miltenyi、ドイツ)とインキュベートした。Lin細胞はAutoMACS pro(Miltenyi)を用いた磁気ソーティングによって除去した。Lin細胞を、CD11b、Ly6G、CD115、Ly6C、CD88およびCD157に対する抗体の混合物で染色した後、FACSAriaIII(BD)を用いて分取した。
 各種前駆細胞単離のために、骨髄細胞を抗CD16/32とインキュベートし、次いで、lineageマーカー(CD3、CD4、CD8、NK1.1、B220、Ter119、Ly6G、Sca-1、CD11b、およびGr-1)に対するビオチン化抗体のカクテルとインキュベートし、続いて、抗ビオチンマイクロビーズとインキュベートした。Lin細胞は磁気ソーティングによって除去した。Lin細胞を、CD117、CD135、CD16/32、CD106、Ly6C、CD115、CD81およびCX3CR1に対する抗体の混合物で染色した後、FACSAriaIII(BD)を用いて分取した。
 (LEGENDScreenによるスクリーニング)
 Ym1単球およびYm1単球の細胞表面マーカー発現を検証するために、赤血球溶解骨髄細胞を抗CD16/32とインキュベートし、次いでバックボーンマーカー(CD115、Ly6C、Ly6GおよびCD11b)に対する抗体のカクテル中で懸濁した。次に、LEGENDScreen Mouse PEキット(BioLegend)を用いて、255種類の異なるPE結合抗体で細胞を染色した。これらの細胞をFACS Verse(BD)により分析した。死細胞はDAPI染色により除外した。
 骨髄における単球、好中球およびこれらの前駆細胞における表面マーカー発現を検証するために、ナイーブおよびLPS投与Ym1-Venusマウス骨髄細胞を抗CD16/32とインキュベートし、次いでlineageマーカー(CD3、CD4、CD8、NK1.1、B220、Ter119およびLy6G)に対するビオチン化抗体とインキュベートした後、抗ビオチンマイクロビーズとインキュベートした。Lin細胞は磁気ソーティングによって除去した。Lin細胞を、バックボーンマーカー(CD34、c-Kit、CD135、CD182、Ly6C、CD115、CD106、CD88、CD157、CD16/32およびCD11b)およびPerCP/Cy5.5ストレプトアビジンに対する抗体を含む緩衝液中に懸濁した。次いで、LEGENDScreen Mouse PEキットを用いて、255種類の異なるPE結合抗体で細胞を染色した。これらの細胞を4レーザーFACSAria Fusion (BD)により分析した。死細胞は7-AAD染色により除外した。データ収集後、FCSファイルをFlowJoで個別に解析し、単一かつ生細胞およびLin細胞を個々のFCSファイルにエクスポートした。これらのFCSファイルを用いてInfinityFlowパイプライン(参考文献9)を実施した。
 ヒト単球および好中球の細胞表面マーカー発現を検証するために、HetaSep処理PBMCを抗CD16/32抗体とともにインキュベートし、次いでバックボーンマーカー(CD14、CD15、CD16およびHLA-DR)に対する抗体のカクテルに懸濁した。次に、LEGENDScreen Human PEキット(BioLegend)を用いて、361種類の異なるPE結合抗体で細胞を染色した。これらの細胞をFACS Verse(BD)により分析した。死細胞はDAPI染色により除外した。
 (InfinityFlowパイプライン)
 InfinityFlowパイプラインはRパッケージ「infinityFlow」(https://www.github.com/ebecht/infinityFlow))を用いて実施した。入力データは、Rパッケージ「flowCore」のデフォルトパラメーターでロジクル変換した。ファイルごとに、データの半分をランダムに選出し、Rライブラリー「XGBoost」のデフォルトパラメーターで学習され、255個のXGBoost回帰モデルが作成された。各モデルについて、PE結合マーカーの強度を応答変数として、バックボーンマーカーの強度を独立変数として用いた。各イベントについて、各XGBoost回帰モデルを、関連するバックボーンマーカー強度のベクトルに適用して、255個のPE結合マーカーの強度を予測した。255個のファイルのそれぞれについて、これらの回帰値を線形値に変換し、バックボーンおよびPEマーカー値と連結した。そして、単一ファイルとして出力した。
 (学習評価)
 回帰モデルのパフォーマンスを評価するために、最初に各アイソタイプコントロール抗体のPE強度を2値化した。この数値と予測された発現強度の連続ベクトルを使用して、曲線下領域(AUC)を計算し、AUCが0.75(ナイーブ)または0.68(LPS処理)未満のデータを削除した。
 (次元圧縮)
 次元圧縮には、FlowJo pluginsを用いたUMAPアルゴリズムを用いた。ナイーブサンプルのパラメーターは「n_neighbors=12」、「min_dist=0.2」、「metric=“euclidean”」、LPS処理したサンプルのパラメーターは「n_neighbors=25」、「min_dist=0.4」、「metric=“euclidean”」を用いた。
 (擬時系列解析)
 クラスタリングは、pythonパッケージ「parc」を用いて実施した。パラメーターは、knn=20(ナイーブ)または40(LPS処理)を用いた。上記の手法で定義されたクラスターについて、Rパッケージ「Slingshot」を用いた擬時系列解析を行った。Slingshot解析では、InfinityFlowで予測したPE強度を使用した。この解析は、造血幹細胞と骨髄系前駆細胞を含むクラスターを開始クラスターとして、半教師ありの方法で行われた。
 (totalRNA抽出ならびにqRT-PCR)
 セルソーターにより分取した細胞は、TRIzol LS(Thermo Fisher Scientific)に回収し、RNeasy Mini Kit(QIAGEN)を用いてtotalRNAを抽出した。ReverTra Ace(TOYOBO)を用いてcDNAを合成し、THUNDERBIRD SYBR qPCR Mix (TOYOBO)によってqRT-PCRを行った。発現レベルは18sリボソームRNA(rRNA)で標準化した。使用したプライマーの配列を表2-1および表2-2にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 (RNAシーケンス解析)
 RNA-シーケンスライブラリーの調製および配列決定
 セルソーターにより分取した細胞から、TRIzol LS付属のプロトコールに従ってtotalRNAを抽出した。cDNAを合成後、SMART-Seq HTキット(Clontech)を用いて増幅し、Nextra XTキット(Illumina)を用いてRNA-seqライブラリーを調製した。NextSeq 500プラットフォーム(Illumina)75bp single readで配列を解析した。各細胞サンプルは健常ボランティアから提供された。
 (データ解析)
 シークエンシングリードをBowtieソフトウェア(v.1.1.2)のヒト参照ゲノム配列(hg38/GRC38)にアラインメントした。Picardツールを使用して、読み取りの重複を取り除いた(http://broadinstitute.github.io/picard)。Cufflinksソフトウェアを用いて遺伝子発現量を定量化した。解析にはFPKM(flagments per kilobase of million)値を使用した。Altanalyzeソフトウェアで主成分分析、階層的クラスタリング分析を行った。遺伝子オントロジー(GO)濃縮分析をPANTHER分類システム(参考文献10および11)で行った。
 (細胞培養と分析)
 選別した2.5x10個の前駆細胞を、10%FBS、1%ペニシリン-ストレプトマイシン(和光)および20ng/ml組換マウスGM-CSF(BioLegend)を添加したD-MEMで培養した。培養後、細胞をFACSVerse(BD)により分析した。
 (生体内移植)
 Ym1-Venusマウスから分取した前駆細胞を20μlのPBSに再懸濁し、Ly5.1マウスの骨腔に注入した。移植の2または3日後に、Ly5.1マウスから骨髄を採取し、FACSVerse(BD)により分析した。
 (形態学的分析)
 分取したヒトCXCR1陽性CD14陽性単球、ヒトCXCR1陰性CD14陽性単球およびヒト好中球の形態をギムザ染色により観察した。1×10個の単球、または2×10個の好中球を、800rpmで5分遠心してスライドガラスに定着させ、その後、メーカーの手順に従ってDiff-Quik(Dade Behring)で染色した。
 (scRNAseqデータ解析)
 ヒトPBMCのscRNAseq解析のために、GEOからデータを取得した。解析は、Rパッケージ「Seurat(version 4.0.3)」を用いた。PCA解析により、20個の成分を抽出した。Seuratパッケージ「FindClusters」の共有最近傍(SNN)モジュール性最適化ベースのクラスタリングアルゴリズムを使用し、パラメーターresolustion=1.1を使用して、10個のクラスターを定義しました。次元削減分析では、seuratパッケージ「RunUMAP」のUMAPアルゴリズムをデフォルトのパラメーターで実施しました。クラスター内の細胞を他のすべてのクラスター内の細胞と比較して特定のマーカーを識別するために、Seuratパッケージ「FindAllMarkers」を使用し、パラメーターpos=TRUE、min.pct = 0.25、logfc.threshold=0.25で実施した。ヒートマップは Seuratパッケージ「DoHeatmap」を使用した。
 (サイトカインアレイとELISA)
 分取したヒトCXCR1陽性CD14陽性単球、およびヒトCXCR1陰性CD14陽性単球を、10%FBSおよび1%ペニシリン/ストレプトマイシンを添加したDMEM中で培養した。サイトカインアレイ用に、1×10個で24穴プレートに播種した。培養24時間後、培養上清を回収し、ヒトサイトカインアレイキット(R&D Systems社)を用いてサイトカインアレイを実施した。ELISAでは、単球を2x10個で96穴プレートに播種した。24時間後、培養上清を回収し、ELISA MAX Standard Kit(IL-6およびTNFα、BioLegend)またはELISA MAX Deluxe Set(CCL2、BioLegend)で定量した。
 (ヒトT細胞と単球のin vitro共培養)
 分取した1x10個のCD3陽性T細胞と選別した単球を、1:2の比または各図で示した比で、抗CD3(5μg/ml)および抗CD28(5μg/ml)抗体でコーティングした96穴プレートで共培養した。細胞は10%FBS、1%ペニシリン/ストレプトマイシンおよび50μMの2-MEを添加したDMEM中で培養した。
 細胞接触試験のために、T細胞をTranswellプレートの下部チャンバー(3μm孔、ポリカーボネート膜、コーニング)に加え、単球を上部チャンバーに加えた。各種阻害剤添加実験では、N-アセチル-L-システイン(NAC;1mM)、1400W(2μM)、nor-NOHA(5μM)、カタラーゼ(20U/ml)、Z-VAD-FMK(20μM)、ネクロスタチン-1(Nec-1;50μM)、フェロスタチン(2μM)またはCA-074Me(10μM)の阻害剤を添加した。4日間の培養後、FACSVerse(BD)によって細胞を分析した。
 (統計解析)
 データは、Prism(GraphPad Software)を用いて統計解析し、分散分析(ANOVA)とその後の多重比較、または対応のあるもしくは対応のないt検定のいずれかによって分析した。P値<0.05を有意とみなした。
<結果>
 図1の説明
 (図1A)Ym1Ly6C単球上に高発現する表面マーカーの同定。Ym1-Venusマウスの骨髄の単球(Mo)と好中球(Neu)上の表面分子の発現をフローサイトメトリー(左上)で調べた。Ym1Ly6C単球(青色)とYm1Ly6C単球(赤色、左下)の間で発現量に差のある表面分子を選択した。表面マーカーの発現量を示す散布図(右)。
 (図1B)CD88およびCD157は、Ym1単球と比較してYm1単球で発現レベルが高い。ナイーブまたはLPS投与Ym1‐Venusマウスの骨髄のYm1Ly6C単球、Ym1Ly6C単球または好中球(Neu)上のCD88およびCD157の発現量をフローサイトメトリーにより調べた。
 (図1C)CD88およびCD157の二重陽性単球とYm1単球は類似の遺伝子発現パターンを示す。LPS投与Ym1-Venusマウス(上)の骨髄からYm1Ly6C単球またはYm1Ly6C単球を分取した。LPS投与したWTマウス(下)の骨髄からLy6GLy6CCD115CD88CD157単球およびCD88CD157単球を分取した。以前の研究(参考文献2)で同定されたYm1Ly6C単球関連遺伝子の発現レベルを、Ym1Ly6C単球およびYm1Ly6C単球において(上)、または、CD88およびCD157二重陽性単球ならびにCD88およびCD157二重陰性単球において(下)、qRT-PCRによって定量した。
 (図1D)CD88およびCD157発現は、Ly6C単球におけるYm1タンパク質発現と正相関する。細胞内Ym1タンパク質を、本発明者らの以前の報告(参考文献2)に記載されたプロトコールを用いて染色した。
 (図1E)いくつかの好中球マーカーは、Ym1単球で高発現する。好中球で高発現している表面マーカーの、好中球(灰色)、Ym1単球(赤)、Ym1単球(青)における発現量をフローサイトメトリーにより調べた。
 (図1F)CD88およびCD157は、Ym1単球と比較するとYm1単球上で高発現する。ナイーブまたはLPS投与Ym1-Venusマウスの末梢血を採取し、Ym1Ly6C単球、Ym1Ly6C単球または好中球(Neu)上のCD88およびCD157の発現量をフローサイトメトリーにより調べた。
 (図1G)CD88およびCD157発現は、末梢血中のLy6C単球におけるYm1タンパク質発現と正相関する。細胞内Ym1タンパク質を、本発明者らの以前の報告(参考文献2)に記載されたプロトコールを用いて染色した。
 図2の説明
 (図2A)実験のワークフロー
ナイーブマウスおよびLPS投与Ym1-Venusマウスの骨髄細胞を11種類のバックボーンマーカーと、255種類のPE結合抗体(LEGENDScreenマウスPEキット)のひとつで染色し、フローサイトメトリーにより分析した。255種類のFCSファイルのデータを、InfinityFlowパイプライン(参考文献9)で分析し、UMAPアルゴリズムを用いて次元圧縮し、UMAP平面上に描出した。
 (図2B)ナイーブYm1-Venusマウスの骨髄成熟細胞および前駆細胞のクラスタリング解析。既知の前駆細胞マーカーと成熟細胞マーカー(図2K)と、UMAP平面上の共局在を元に細胞集団名を記載した。前駆細胞と成熟細胞が発現するc-Kit(左)とYm1(右)の発現量をヒートマップで示す。定常状態では、cMoPはMDPと連続的に配置される。
 (図2C)LPS投与マウスの骨髄成熟細胞および前駆細胞のクラスター分析
定常状態(図2B)と比較して、MDPが減少し、cMoPとMDPとの連絡が希薄となり、反対に、cMoPとproNeu1とのつながりが増強している。
 (図2D)定常状態と炎症状態では、異なる前駆細胞からcMoPが分化する。ナイーブ骨髄(左)のpseudo-time(SLINGSHOT)解析では、cMoPはMDPの下流に位置している。これに対しLPS投与マウス(右)の骨髄では、cMoPはproNeu1から分化すると予測される。
 (図2E)ナイーブマウス(上)およびLPS投与マウス骨髄細胞(下)のCD81およびCX3CR1発現量をヒートマップであらわしている。LPS投与マウスの骨髄cMoPは、ナイーブマウスのそれと比較して、CD81を高発現し反対にCX3CR1を低発現する。
 (図2F)ナイーブマウス(上)またはLPS投与(下)野生型マウス骨髄のcMoPにおけるCD81およびCX3CR1の発現をフローサイトメトリーで解析した。ナイーブ骨髄のcMoPでは、CX3CR1発現が高くCD81発現が低い。これとは反対に、炎症条件下のcMoPは、CX3CR1発現が低くCD81発現が高い。
 (図2G)GMP-proNeu1-CD81CX3CR1cMoPをインビトロでGM-CSF存在下で培養すると、Ym1Ly6C単球が分化する。これに対し、MDP-CD81CX3CR1 cMoPまたはproNeu2からはほとんど分化しない。GMP、proNeu1、CD81CX3CR1cMoP、MDP、CD81CX3CR1cMoPおよびproNeu2を、ナイーブYm1-Venusマウスの骨髄から分取した。これらの前駆細胞を、GM-CSF存在下で2日間または3日間培養した。Ly6G好中球、Ly6GLy6CCD115単球におけるYm1発現をフローサイトメトリーにより調べた。GMP、proNeu1およびCD81CX3CR1cMoPは、Ym1Ly6C単球を生じた。MDPおよびCD81CX3CR1cMoPもLy6C単球を生じたが、これらの単球はほとんどYm1陰性であった。proNeu2は単球を産生する能力がなかった。点線は野生型コントロールを示す。
 (図2H)CD81CX3CR1-cMoPは、proNeu1に分化するが、MDPは分化しない。ナイーブYm1-Venusマウスの骨髄からGMPとproNeu1を分取し、図2Gと同様の方法でin vitroで1日間培養した。cMoPにおけるCD81とCX3CR1の表面発現をフローサイトメトリーで調べた。
 (図2I)GMP-proNeu1-CD81CX3CR1cMoPは、インビボでYm1Ly6C単球に分化する。図2Gと同様のクライテリアで、ナイーブYm1-Venusマウスの骨髄から分取した前駆細胞を、LPS投与コンジェニックマウスの骨髄に移入した。移入1日後にYm1Ly6C単球の分化を調べた。GMP、proNeu1およびCD81CX3CR1cMoPは、移入2~3日後に、生体内でYm1Ly6C単球に分化した。MDPまたはCD81CX3CR1cMoPはYm1陽性単球にほとんど分化せず、proNeu2は主に好中球にのみ分化し、単球を産生しなかった。
 (図2J)炎症条件下における単球と好中球の分化経路の模式図。GMPは、proNeu1とCD81CX3CR1cMoPを介してYm1単球に分化する。
 (図2K)UMAP上の各細胞集団が、既知のどの細胞に相当するかを示した図。図2A~2Cの解析で得られた結果と、これまでに報告されている前駆細胞を含む各種免疫細胞の表面マーカー発現を照合することにより、それぞれのクラスターがどの細胞に該当するかを解析した。
 (図2L)図2H~2Iに用いた各種細胞を分取するためのソーティングクライテリアを示した図。
 図3の説明
 (図3A)ヒト末梢血の単球と比較して好中球上で高発現するマーカーの同定。ヒト末梢血好中球および単球(左)を定義するためのクライテリア。好中球と単球における表面マーカーの発現量を散布図で示した(右)。
 (図3B)ヒト末梢血白血球のクラスター解析。CD14および/またはCD16を発現する好中球および単球を定義するためのクライテリア(上段)。前駆細胞と成熟細胞のUMAP次元圧縮とフェノグラムクラスタリングを示した(左下)。CXCR1発現量のヒートマップ(右下)。
 (図3C)好中球、CD14単球、CD14CD16単球およびCD16単球のソーティングクライテリア。単球分画中のCXCR1細胞(赤色)の割合を示す(右側)。青色の領域はアイソタイプのコントロールを表す。
 (図3D)CXCR1CD14単球、CXCR1CD14単球および好中球のギムザ染色。CXCR1CD14単球は、CXCR1CD14単球と同様、大型の単葉核を有するが、好中球に典型的なアズール顆粒を欠く。スケールバーは20μmを表す。
 (図3E)図3Aで示した各種表面マーカーのCD14単球における発現をフローサイトメトリーにより解析した。
 図4の説明
 健常ボランティアの末梢血白血球をHetaSep密度勾配遠心法により濃縮した。好中球、CXCR1CD14単球、CXCR1CD14単球、CD14CD16単球、およびCD16単球を、図3Cに示す基準に基づいて、セルソーターにより分取した。全遺伝子発現をRNA-seq解析により定量した。
 (図4A)4つの単球および好中球の主成分分析(PCA)。
 (図4B)5つの細胞における遺伝子発現を階層的クラスター分析した。樹状図は、CXCR1CD14単球が他の単球よりも好中球に近縁なことを示している。
 (図4C)CXCR1CD14単球とCXCR1CD14単球の階層的クラスター分析と遺伝子マーカーの抽出。
 (図4D)CXCR1CD14単球で強発現する遺伝子のGene Ontology解析。CXCR1CD14単球では、「顆粒球」および「好中球」の活性化に関する遺伝子群が高発現する。
 (図4E)図4Cで同定された、CXCR1CD14単球強発現遺伝子のいくつかが、同細胞において確かに強発現することが、定量PCRでも確認できた。n=3例。*p<0.05。
 (図4F)一細胞RNAシークエンス解析のデータを、UMAPアルゴリズムを用いて再解析した(左、参考文献8)。UMAP解析で定義された各クラスターにおける、相対発現量上位15個の遺伝子発現量のヒートマップ(右)。
 (図4G)一細胞RNA-seq解析(図4Fのクラスター1、5、2、8、左)における遺伝子発現と、図3Cで定義されたソーティングクライテリアに基づいて分取した単球サブセットの遺伝子発現をヒートマップで比較した。すなわち、一細胞RNA-seq解析によって定義されたクラスター1、5、2および8が、CD16単球、CD14CD16単球、CXCR1CD14単球およびCXCR1CD14単球にそれぞれ相当する。
 (図4H)好中球で高発現し、かつ、CXCR1CD14単球よりも、CXCR1CD14単球で、発現の高い3種の遺伝子の各種細胞における発現量を示す(左)。CAMKDの定量PCR解析(右)。この結果は、好中球で高発現するすべての遺伝子の発現がCXCR1CD14単球でも高いわけではないことを示している。
 図5の説明
 (図5A)CXCR1CD14単球とCXCR1CD14単球との間で産生量の異なるサイトカインとケモカインを、サイトカインアレイにより同定した。CXCR1CD14単球(左下)ではIL-6および他のいくつかの炎症誘発性サイトカインの産生が、CXCR1CD14単球よりも低い(左上)ことが示された。右図は左図の平均信号強度を数値化したグラフ。白いバーは、CXCR1CD14単球、黒いバーはCXCR1CD14単球を示す。健常ボランティア1名の結果を示す。
 (図5B)図5Aで同定されたCXCR1CD14単球による炎症誘発性サイトカイン(IL-6およびTNFα)の発現低下をELISA法で確認した。健常ボランティアn=4~5。*p<0.05、ns、有意差なし。
 (図5C)CXCR1CD14単球は、T細胞の増殖を細胞数依存的に抑制する。抗CD3および抗CD28で刺激されたT細胞を、CXCR1CD14単球またはCXCR1CD14単球と4日間共培養した。T細胞数はフローサイトメトリーで定量した。コントロールはT細胞のみで培養したときのT細胞数を表す。同条件で3回実施した実験の代表例を示す。T細胞単独で培養した場合に対する平均相対数とS.D.を示す。Two-way ANOVA。*p<0.05.健常ボランティアの代表的な結果を示した。
 (図5D)CXCR1CD14単球によるT細胞増殖の抑制は、細胞間接触依存性である。T細胞を、Transwellデバイスの下部チャンバーで、抗CD3および抗CD28で刺激した。同一ウェルの上部チャンバー(No Contact)または下部チャンバー(Contact)に単球を添加し、4日間培養した。コントロールは単球のないT細胞を表す。対照に対する平均相対数をS.D.とともに表示した。Two-way ANOVAで示す。*p<0.05.健常ボランティア3名から得られた代表的な結果を示す。
 (図5E)カタラーゼ(左)またはNec-1(右)の追加は、CXCR1単球によるT細胞抑制を解除した。抗CD3および抗CD28で刺激したT細胞を、CXCR1CD14単球またはCXCR1CD14単球と、様々な阻害剤の存在下または非存在下(対照)で4日間共培養した。対照に対する平均相対数をS.D.とともに表示した。Two-way ANOVA。*p<0.05.健常ボランティア2名から得られた代表的な結果を示す。
 (図5F)CXCR1CD14単球とT細胞の共培養系の上清は、別のウェルで抗CD3および抗CD28で刺激したT細胞の増殖を抑制しなかった。この結果は、CXCR1CD14単球によるT細胞増殖の抑制因子が、同細胞の培養上清中には存在しないことを示している。
 (図5G)カタラーゼ(左)またはNec-1(右)の追加は、CXCR1単球によるT細胞増殖抑制を濃度依存的に解除した。抗CD3および抗CD28で刺激したT細胞を、CXCR1CD14単球またはCXCR1CD14単球と、様々な阻害剤の存在下または非存在下(対照)で4日間共培養した。カタラーゼ(左)またはNec-1(右)が濃度依存的に、CXCR1単球によるT細胞増殖抑制効果を解除することが示された。
 図6の説明
 (図6A)CD14単球に占める、CXCR1CD14単球の割合は、肝癌患者においてTACE(肝動脈化学塞栓療法)後に上昇した。TACE前(上段)とTACE後3~4日(下段)の癌患者の末梢血をフローサイトメトリーで分析した。末梢血HLA-DRCD15CD14CXCR1単球(赤色)のFACSプロットを示す。青色の領域はアイソタイプコントロールを表している。
 (図6B)図6Aで観察されたCXCR1CD14単球の増加が、統計的に有意なことを示す。CD14単球中のCXCR1細胞の割合をTACE前後で比較した。n=6例。*p=0.0166。
 (図6C)CXCR1CD14単球の割合はTACE後一過性に上昇した。
 (図6D)CXCR1CD14単球の割合は好中球数およびCRPと正相関する。r;ピアソン相関係数。
 (図6E)組織傷害後に増加するCXCR1CD14単球は、健常ボランティアで観察された(図5C)のと同様、T細胞の増殖を抑制した。末梢血T細胞を、CXCR1CD14単球またはCXCR1CD14単球存在下で4日間共培養した。T細胞単独で培養した場合の細胞数(対照)に対する平均相対細胞数をS.Dとともに表示した.*p<0.05。一人の患者の結果を示した。
 (図6F)CD66a/c/eおよびCD66bの発現量は、TACE後のCXCR1CD14単球で有意に高い。*p<0.05を有意差ありと判定した、n=5例。
 (図6G)CD66a/c/eおよびCD66bの発現量は好中球数および血清CRPと正の相関を示した。r;ピアソン相関係数。
 <結果の詳細>
 図1:Ym1 Ly6C 単球と比較してYm1 Ly6C 単球上での発現が高い表面マーカーの同定
 以前の研究で、マウスYm1Ly6C制御性単球は免疫制御性の機能を有すること、ならびに、マウスの炎症後期にその細胞数が急速に増加することを示した。Ym1Ly6C単球は、古典的Ym1Ly6C単球から、Retnlg、Lcn2、Ltfのようないくつかの好中球関連遺伝子の発現量で識別することができる。トランスクリプトーム解析は細胞の種類を決定するのに有用な手段となるが、それ以上の機能解析はできない。この問題を解決する1つの方法として、Ym1Ly6C単球とYm1Ly6C単球とを識別することのできる表面マーカーを同定することを試みた。この目的のために、フローサイトメトリーを用いて、255種類の表面分子について、2つの単球の発現レベルを比較した。この解析により、Ym1Ly6C単球(図1Aおよび補足図1A)と比較したとき、Ym1Ly6C単球で高く発現するいくつかの表面マーカーが同定された。これらのマーカーの中で、CD88とCD157の組合せがYm1(Venus)単球およびYm1単球を効率的に識別することを見出した。ナイーブマウスの骨髄におけるYm1Ly6C単球の低頻度に一致して、ナイーブマウスの骨髄におけるLy6C単球のほとんどはCD88およびCD157陰性であった(図1B、上段)。Ym1Ly6C単球数は、マウスでのLPS投与に応じて急速に増大する。そのマウスでは、Ym1Ly6C単球の57.1%がCD88およびCD157の二重陽性であった(図1B、下列)。対照的に、Ym1Ly6C単球の24.4%のみがCD88およびCD157の二重陽性であった(図1B、下列)。これらの知見は、CD88とCD157がYm1Ly6C単球によって選択的に発現されることを示している。文献で報告されているように、CD88およびCD157は好中球によっても高度に発現され(図1Bおよび図1E)、このことは、Ym1Ly6C単球が好中球と共通の特徴を有することを示している。骨髄と同様に、Ly6C単球のYm1発現は末梢血のCD88およびCD157と正の相関を示したが、LPS投与マウスのYm1のLy6C単球の一部は、CD88、CD157が二重陽性であった(図1F)。さらに、CD88CD157単球が事実上Ym1Ly6C単球であることを確認するために、LPS投与野生型マウスの骨髄からCD88CD157Ly6C単球およびCD88CD157Ly6C単球を精製し、2つの単球間で、遺伝子発現プロファイルを比較した。qRT-PCR解析により、Ym1(Chil3)mRNAの発現レベルおよびいくつかのYm1制御性単球規定遺伝子(参考文献2)に関し、CD88CD157Ly6C単球の方がCD88CD157Ly6C単球よりも発現が高いことが検証された(図1C)。ビオチン化抗Ym1抗体(クローン7D4、本発明者らが樹立し、ビオチン化した)を用いたYm1タンパク質の細胞内染色は、骨髄および末梢血の両方において、CD88およびCD157発現レベルとYm1タンパク質発現レベルとの間に正の相関があることを明らかにした(図1G)。まとめると、これらの知見は、CD88とCD157との組合せが、Ym1Ly6C制御性単球の効率的な精製を可能にし、さらに表現型解析を可能にすることを示している。
 図2-1:InfinityFlowによるYm1 Ly6C 単球分化経路の同定
 Ym1Ly6C単球が好中球といくつかの特徴を共有することを考慮すると、これらの細胞は、骨髄における古典的Ly6C単球のそれとは異なった特異的分化経路を介して生成される可能性がある。Ym1Ly6C単球の分化経路を分析するために、Ym1Ly6C単球固有の表面マーカーとしてCD88およびCD157をバックボーンマーカーに追加し、11種類のバックボーンマーカーおよびPE結合可変抗体(255種類)で染色し、フローサイトメトリーにより分析した。(図2A)。255種類のFCSファイルのデータを、InfinityFlowパイプラインで分析し、UMAPアルゴリズムを用いて次元圧縮し、UMAP平面上に描出した。これまでに報告されている前駆細胞を含む各種免疫細胞の表面マーカー発現を照合することにより(図2K)、それぞれのクラスターがどの細胞に該当するかを解析した。これらの解析の結果、Ym1単球は、ナイーブ骨髄のLy6C単球クラスター内ではほとんど観察されなかった(図2B)。対照的に、LPS投与マウスの骨髄では、好中球クラスターに比較的近接して、Ym1Ly6C単球クラスターが検出された(図2C)。ナイーブマウス骨髄と比較して、LPS投与マウス骨髄で見られる主な変化は、MDPクラスターの減少とGMPおよびproNeu1などの顆粒球系前駆細胞の増加であった(図2Bおよび2C)。cMoPはナイーブマウスの骨髄においてMDPに連続的に位置していた。興味深いことに、LPS投与マウスの骨髄では、cMoPはMDPから離れたところに位置しており、その代わり、好中球前駆細胞とより密接に並んでいた(図2Bおよび2C)。cMoPと骨髄の他の前駆細胞との発生関連性をそのタンパク発現に基づいて理解するために、HSCからc-Kit前駆細胞、好塩基球、好酸球、単球、好中球系の成熟c-Kit細胞まで、細胞分化の経路を擬似的に示すSLINGSHOT解析を行った。以前の報告(参考文献4および5)の通り、擬時系列解析は、ナイーブマウスの骨髄において単球がCMP、MDPからcMoPを介して分化することを予測した。一方、好中球はGMPからproNeu1、proNeu2を介して分化する(参考文献6、図2D)。予想外に、LPS投与マウスの骨髄では、cMoPの主要な上流前駆細胞がMDPからGMP-proNeu1に変化した(図2D)。この知見は、ナイーブマウスの骨髄とLPS投与マウスの骨髄のcMoPが、2種類の異なる細胞で構成されており、その割合がマウスの状態(定常状態か炎症状態)によって異なること、かつ、この2つの異なるcMoPを識別する表面分子が存在することを示唆する。生理的条件と炎症条件下でのcMoP間の差異を解明するために、フローサイトメトリーデータを再分析することにより、2つの細胞間で異なる発現量を示す表面タンパク質を探索した(図2A)。その結果、LPS投与マウスの骨髄のcMoPにおいてCD81の発現増強とCX3CR1の発現減少を見出した(図2E)。ナイーブマウスの骨髄のcMoPの大部分はCD81CX3CR1であった(図2F)。対照的に、LPS投与マウスの骨髄のcMoPの大部分は、CD81CX3CR1であった(図2F)。これらの知見は、骨髄Ly6C単球の分化経路が炎症条件下で変化したことを示している。Yanezのグループは、単球前駆細胞が、GMP由来細胞(MP)とMDP由来細胞(cMoP)の2つから構成されることを理論的に明らかにしたが(参考文献1)、これまで、表面タンパク質発現の点でそれらの前駆細胞を区別することはできなかった。しかし、本研究では、2種類の単球前駆細胞を、CD81およびCX3CR1の発現に基づいて分類できることを示した。
 図2-2:Ym1 Ly6C 制御性単球および好中球の分化経路の共通性
 上記の解析より、Ym1Ly6C単球は、GMP―proNeu1―CD81CX3CR1cMoP経路で分化すると推測した。この推測を検証するため、ナイーブYm1-Venusマウスの骨髄からGMPを精製し、in vitroでGM-CSFにより刺激した(図2G)。GM-CSFで刺激したGMPは、3日間でLy6G好中球およびLy6CCD115単球の両方を産生する(図2G、上段)。これらのLy6C単球は、23.8%のYm1Ly6C単球を含んでいた(図2G、上段)。このアッセイを用いて、擬時系列解析によって予測された潜在的前駆細胞がYm1Ly6C単球に分化するか調べた。刺激2日後、proNeu1由来CD11b細胞の13.1%がLy6G好中球であった。さらに、proNeu1がLy6C単球の小さな分画(CD11b細胞の4.5%)を生じることに注目した。さらに、これらのLy6C単球の17%はYm1陽性であった(図2G、第2列)。この知見は、擬時系列解析によって予測された経路と適合する(図2D)。CD81CX3CR1cMoPも、単球に分化し、その12.3%はYm1陽性であった(図2G、第3列)。これらの知見はGMP、proNeu1およびCD81CX3CR1cMoPがYm1Ly6C単球を生み出す可能性があることを示している。一方、MDPおよびCD81CX3CR1cMoPは主に、Ly6C単球を生ずるが、Ym1発現は、それらの単球ではほとんど検出できなかった(図2G,第4、第5および最終列)。proNeu2は好中球のみに分化しており(図2G、下段)、proNeu2が単球への分化能を失っているという知見を支持する。短期間(1日)のin vitro培養では、proNeu1は、Ly6CCD115CD81CX3CR1cMoPに分化することが認められ、これも擬時系列解析の予測を支持する結果である(図2D)。対照的に、MDPは、短期間の培養により主にCD81CX3CR1cMoPに分化することが分かった(図2H)。これらの知見を合わせると、顆粒球系前駆細胞内のYm1Ly6C単球分岐点がproNeu1であること、ならびに、Ym1Ly6C単球がGMP、proNeu1からCD81CX3CR1cMoPを介して分化することを意味する。
 本発明者らはさらに、CD45.2陽性のYm1-Venusマウスから調製した上記6前駆細胞を、LPSを投与したCD45.1陽性のコンジェニックマウスに養子移入することにより、これらの前駆細胞が炎症状態のマウスの生体内で、どの細胞に分化するのか確認した。インビトロ培養実験系の観察結果と一致して、GMP、proNeu1およびCD81CX3CR1cMoPの一部は、移入2日あるいは3日後に、Ym1Ly6C単球に分化した(図2I、上段、第2および第3列)。対照的に、MDPおよびCD81CX3CR1cMoPは、主にYm1Ly6C単球(図2I、第4および第5列)に分化した。インビトロ培養実験系で示されるように、proNeu2は単球を産生しなかった(図2I、下段)。これらの知見より、MDPからCD81CX3CR1cMoPを介してYm1Ly6C+ 単球に分化する従来の経路とは異なり、Ym1Ly6C単球は、GMPから、proNeu1およびCD81CX3CR1 cMoPを介して分化すると結論づけた(図2J)。
 図3:ヒトCD14 単球における好中球マーカー発現の不均一性
 以前の研究では、Ym1をマーカーとしてマウス制御性単球を分類した。しかし、Ym1(Chil3)をコードする遺伝子はヒトでは保存されていないので、マウス制御性単球に対応するヒトの細胞を、Ym1発現に基づいて同定することはできない。この問題を克服するために、発明者らは、マウス制御性単球がいくつかの好中球マーカーを発現していることに注目し、好中球マーカーを指標としてマウスYm1制御性単球に対応するヒトの細胞を探索した。マウスでは定常状態でも、Ly6C単球中に、わずかながら(<5%)、Ym1制御性単球が存在するため、マウスLy6C単球に相当するヒトHLADRCD15CD14単球にも好中球マーカー発現によって識別できる制御性単球が存在すると推測した。ヒトとマウスの白血球ではその表面に発現する分子が大きく異なることが知られているため(参考文献7)、本発明者らはまず、フローサイトメトリーによって健常ドナーから調製された末梢血HLADRCD15好中球上に選択的に発現されるマーカーを選択した(LEGENDScreen、BioLegend、図3A)。次に、HLA-DRCD15CD14単球上でのこれらの発現を調べた。その結果、ヒト好中球に発現している分子のうち、6つ(CXCR1、CD10、CD24、CD66a/c/e、CD66bおよびSialyl Lewis XがHLA-DRCD15CD14単球でもわずかに発現していることがわかった(図3E)。これらの好中球マーカーの発現に基づいて、ヒト末梢血中に骨髄系細胞をUMAP次元圧縮とフェノグラムクラスタリングにより解析した。その結果、CD14単球はCXCR1発現の観点から2つのクラスターに分けられた(図3B)。健常ドナーの末梢血ではCD14単球のうちの9.9~32.0%がCXCR1陽性であることを見出した(図3C)。CXCR1発現は他の単球サブセット(CD14CD16単球およびCD16単球)ではほとんど検出されなかったことから、CXCR1は好中球およびCD14単球のサブセットにより選択的に発現されるマーカーであることが明らかとなった。CXCR1CD14単球は大型の単小葉核を有し、好中球とは異なる形態的特徴を有していた(図3D)。これらの知見を総合して、健常ドナーの末梢血において、マウスYm1Ly6C制御性単球の対応するヒトの細胞として、CXCR1を発現するHLA-DRCD15CD14単球の亜集団を同定した。
 図4:トランスクリプトーム解析による、CXCR1 CD14 単球の特徴
 フローサイトメトリーに基づく細胞サブセットの同定をさらに検証するため、RNAシークエンス解析により、4つのHLADRCD15単球(CXCR1CD14、CXCR1CD14、CD14CD16、CD14CD16)およびHLADRCD15好中球の遺伝子発現を比較した。分取された細胞が発現する全遺伝子に基づく主成分解析(PCA)では、4つの単球が密接に集まって、好中球から明確に分離された(図4A)。5つの細胞における遺伝子発現を階層的クラスター分析した結果、樹状図は、CXCR1CD14単球が他の単球よりも好中球に近縁なことが分かった(図4B)。次に、CXCR1CD14単球とCXCR1CD14単球の階層的クラスター分析と遺伝子マーカーの抽出を行ない、CXCR1CD14単球で強発現する遺伝子のGene Ontology解析を行ったところ、CXCR1CD14単球では、「顆粒球」「好中球」の活性化に関する遺伝子群が高発現することが分かった(図4Cおよび4D)。図4Cで同定された、CXCR1CD14単球強発現遺伝子のいくつかが、同細胞において確かに強発現することが、定量PCRでも確認できた(図4E)。CXCR1CD14単球における好中球関連遺伝子の高発現は、CXCR1CD14単球における好中球の混入に起因するものではなかった。なぜなら、一部の好中球関連遺伝子は、CXCR1CD14単球よりもCXCR1CD14単球において高発現していたからである(図4H)。
 最近、Villaniのグループは、一細胞RNAシークエンスの結果から、末梢血中のヒト単球を、4つのクラスターに分離できることを実証した(参考文献8)。そこで、細胞表面タンパク質発現に基づいて定義されたCXCR1CD14単球が、一細胞RNAシークエンスの解析により同定される単球のいずれかに相当するかを探索した。このために、Villaniの1細胞RNAシークエンシングデータをUMAPアルゴリズムを用いて再解析した。本発明者らの解析では、5つの樹状細胞と5つの単球クラスター(クラスター1、2、5、8、9)が同定された(図4F)。これらの単球のうち、CD16(FCGR3A)を高発現するクラスター1は、CD14CD16の「非古典的」単球に相当する。クラスター2と5は、それぞれCD14の「古典的」単球とCD14CD16二重陽性単球に相当する。2つのより小さなクラスターの1つであるクラスター8は、Villaniの解析で「Mono3」と命名されたものと同様の遺伝子発現パターンCXCR1、TNFRSF10C、NAMPTを高発現)を示した。もう1つの小さなクラスターであるクラスター9は、Villaniの解析で「Mono4」と定義されたナチュラルキラー樹状細胞に相当する可能性があるため、その後の解析から除外した。次に、一細胞RNA-seq解析(図4Fのクラスター1、5、2、8、左)における遺伝子発現と、図3Cで定義されたソーティングクライテリアに基づいて分取した単球サブセットの遺伝子発現をヒートマップで比較した。CXCR1CD14単球のバルクRNA-seq解析では、これらのマーカー遺伝子を比較した場合、一細胞RNA-seqによって定義されたクラスター8に非常によく似た発現プロファイルを示した(例えば、TNFRSF10CおよびCXCR2、図4G)。これらの結果より、CXCR1CD14単球は、明確な遺伝子発現プロファイルによって定義される、CD14古典的単球内の独立した亜集団であり、CD14、CD16およびCXCR1を表面マーカーとして用いることで単離できると結論する。
 図5:CXCR1 CD14 単球の免疫制御表現型
 次に、本発明者らは、CXCR1CD14単球とCXCR1CD14単球との間の機能的相違を評価することを試みた。この目的のために、まず、健康な供血者から分取した2つの単球の培養液中のサイトカイン濃度をサイトカインパネルを用いて定量した。15種類のサイトカインおよびケモカインの濃度は、このアッセイの検出可能な範囲内に収まった。その結果、CXCR1CD14単球による炎症誘発性サイトカイン(IL-1β、IL-6、TNFαおよびケモカイン(CCL2、CXCL1)の産生が、CXCR1CD14単球と比較して低下していることを見出した(図5A)。これらのサイトカインの一部(IL-6およびTNFα)の産生低下は、ELISA法により検証された(図5B)。これらの知見は、CXCR1CD14単球のサイトカインプロファイル(IL-6、TNFα)が、マウスYm1制御性単球のそれと部分的に一致していること、すなわち、同単球が、CXCR1CD14単球よりも炎症性サイトカインおよびケモカインの産生量が低いことを示している。
 次いで、単球を同一ドナーから調製したT細胞とin vitroで共培養することにより、2つの単球の免疫抑制能を評価した。CXCR1CD14単球をT細胞に加えると、共培養4日後にCD4 T細胞とCD8 T細胞が増加した(図5C)。これは、CXCR1CD14単球がT細胞の生存を支持することを示唆する。対照的に、CXCR1単球は、インビトロで共培養されたT細胞の数を細胞数依存的に減少させた(図5C)。この減少は、CXCR1CD14単球を、細胞間相互作用を妨げるTranswell装置を用いた場合には観察されなかった(図5D)。また、T細胞と4日間共培養したCXCR1CD14単球の培養上清は、T細胞の増殖を抑制しなかった(図5F、図5G)。以上より、CXCR1CD14単球は、細胞間接触依存的にエフェクターT細胞の増殖を抑制することが明らかとなった。
 次に、CXCR1CD14単球によるT細胞抑制の機序の検討を試みた。そのために、T細胞をCXCR1CD14単球と共培養し、そこにNアセチルシステイン(抗酸化剤NAC)、1400W(iNOS阻害剤)または-NOHA(アルギナーゼ1阻害剤)を添加した。しかし、これらの阻害薬はいずれもCXCR1CD14単球によるT細胞の抑制を解除しなかった(図5E、左)。対照的に、Hの分解を触媒するカタラーゼの添加により、CXCR1CD14単球と共培養したT細胞の数が用量依存的に増加した(図5E左側、図5F、図5G)。このことは、Hが、CXCR1CD14単球によるT細胞抑制の原因の1つであることを示唆する。次に、CXCR1CD14単球によるT細胞の減少に細胞死が関与するかを検討した。汎カスパーゼ阻害剤であるz-VAD-fmk、フェロスタチン-1、またはCA-074Meを培地に加えても、CXCR1CD14単球と共培養したT細胞の数は増加しなかったことから、カスパーゼ依存性細胞死、フェロトーシスまたはパイロプトーシスがCXCR1CD14単球によるT細胞の減少の原因でないことが分かった(図5E、右)。対照的に、ネクロプトーシスの阻害剤であるネクロスタチン-1を加えると、CXCR1CD14単球によるT細胞の抑制が阻害された(図5E右側、図5F、図5G)。これらの発見は、CXCR1CD14単球がHを生成することにより、エフェクターT細胞にネクロプトーシスを引き起こすことを示唆するが、ネクロスタチン-1は、IDOの阻害剤としても知られていることから、CXCR1CD14単球によるT細胞の抑制にIDOが関与している可能性は否定できない。
 図6:ヒトにおける組織損傷および炎症後のCXCR1 CD14 単球の拡大
 マウス制御性単球の特徴の1つは、全身性炎症後の急速な細胞数の増加である。本発明者らは近年、原発腫瘍の介入に伴う炎症が、骨髄における制御性単球の産生も増加させ、その結果、肺における癌転移が増強されることを示した(参考文献3)。炎症状態での制御性単球の動態に関して、マウスとヒトの類似性を検討するために、肝癌患者の末梢血中のCXCR1CD14単球の頻度を、経カテーテル動脈化学塞栓療法(TACE)の施行前後で解析した。TACEとは、腫瘍近傍の血管内に抗癌剤を投与し、肝腫瘍への血流を遮断する治療方法である。これにより、より多くの量の薬がより長期間腫瘍に到達し、より多くのがん細胞を死滅させる可能性がある。TACEは、通常、一過性の体温上昇と血清CRPの上昇を伴う肝臓の組織傷害を引き起こす。CXCR1CD14単球の比率はTACE後3~4日で有意に増加し(図6Aおよび図6B:21.5%から37.6%)、その後2週間で基底値に向かって漸減した(図6C)。次に、CXCR1CD14単球の存在量と臨床パラメーターとの関連性を検討した。図6Dに示すように、CXCR1CD14単球の頻度は、好中球数および血清CRPと正に相関した。これらのデータは、ヒトが生理的条件下で少数のCXCR1CD14単球を有し、組織傷害などの刺激に反応してそれらの産生が加速されることを示す。
 炎症後に増殖するCXCR1CD14単球が、生理的条件下とは免疫学的に異なった表現型を示すかどうかを試験するために、TACE後に患者の末梢血からCXCR1CD14単球およびCXCR1CD14単球を、図5Cに記載されているように、同じドナーから精製したT細胞とin vitroで共培養した。TACE後の末梢血からのCXCR1CD14単球は、健常ドナーからのCXCR1CD14単球と同様にT細胞の増殖を抑制した(図6E)。次に、健常ドナー由来のCXCR1CD14単球とTACE施行例のそれらを区別する表面マーカーを探索した。その結果、CD66a/c/eおよびCD66bの発現量は、TACE後のCXCR1CD14単球上で有意に増加することを見出した(図6F)。これらのマーカーの発現は、好中球数、血清CRPおよびALTと正の相関を示した(図6G)。以上より、CXCR1CD14単球は、炎症条件下でその表層タンパク質発現を部分的に変化させることが示唆された。これらのデータは、組織傷害に続く炎症が、エフェクターT細胞増殖を抑制するヒトCXCR1CD14単球の増殖を刺激することを明確に示している。
 <考察>
 これまで、M2マクロファージおよび骨髄由来抑制型細胞(MDSC)など、がん患者で増加し、免疫抑制に関与すると言われる免疫細胞について様々な研究が行われてきた。しかしながら、これまでの研究では、免疫抑制型細胞選択的に発現する表面分子を同定することができておらず、それが標的細胞を絞り込むうえでの障壁となり、抑制型マクロファージを標的とした治療応用がほとんど進んでいなかった。本発明者らは初めて、これまであまり単球には発現しないと考えられていたCXCR1という表面マーカーを用いて、免疫抑制型の機能を有する単球を同定することに成功した。
 この発見は、免疫調節作用および組織修復機能を有し、がんの治療標的として有望であるマウスの制御性単球に相当する、ヒトの単球亜集団の同定に成功したことを意味する。具体的に、本発明者らは、これまでに、マウスにおけるMMP-9およびLcn2が、Ym1Ly6C単球が産生するがん転移促進因子であることを示しているが、ヒトにおけるCXCR1CD14単球も、MMP-9およびLcn2を産生する。
 ヒトCXCR1CD14単球によるT細胞の増殖抑制効果は、マウスのYm1Ly6C単球にはみられないが、ヒトCXCR1CD14単球は、かかる効果を有し、このT細胞増殖抑制が、がんの増殖を促進している可能性があると考えられる。例えば、図5Eに示すとおり、この抑制機能は、カタラーゼ(活性酸素の一種である過酸化水素を分解する酵素)の添加により抑えられることから、ヒトCXCR1CD14単球は、何らかのメカニズムにより活性酸素を産生し、T細胞増殖を抑制していると考えられる。
 また、マウスにおいて、CD88およびCD157は、Ym1Ly6C単球には発現しないが、Ym1Ly6C単球では発現する、Ym1Ly6C単球に特異的な表面マーカーである。一方、ヒトにおいては、マウスのCD88およびCD157に相当する分子として、CXCR1、CD66a、CD66b、CD66cおよびCD66eが挙げられる。これらのマーカーは、対象のがん治療後に、CXCR1CD14単球の細胞表面での発現が上昇する。
 さらに、マウスにおいて、Ym1Ly6C単球の(肺への)遊走に関わるケモカインレセプターは、CXCR4であるのに対し、ヒトCXCR1CD14単球の遊走に関わる可能性のあるケモカインレセプターの候補は、CXCR1そのものであると考えられる。このCXCR1は、サイトカインIL-8のレセプターとして作用する。
 したがって、上記の分子を治療標的とし、これらのアンタゴニスト(例えば、抗体および阻害剤)を投与して、CXCR1CD14単球の活性を阻害することにより、がんの進展を阻害できる可能性が示唆された。
(参考文献)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006

Claims (21)

  1.  CXCR1CD14単球を有する対象に投与するための医薬組成物であって、
     マトリックスメタロプロテナーゼ-9(Matrix metalloproteinase 9;MMP-9)の活性を阻害する化合物を含む、医薬組成物。
  2.  前記MMP-9の活性を阻害する化合物が、CXCR1アンタゴニスト、Lcn2アンタゴニスト、CD66aアンタゴニスト、CD66bアンタゴニスト、CD66cアンタゴニスト、CD66eアンタゴニストおよびMMP-9アンタゴニストからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の医薬組成物。
  3.  前記MMP-9の活性を阻害する化合物が、
     抗CXCR1抗体、CXCR1阻害剤、抗Lcn2抗体、Lcn2阻害剤、抗CD66a抗体、CD66a阻害剤、抗CD66b抗体、CD66b阻害剤、抗CD66c抗体、CD66c阻害剤、抗CD66e抗体、CD66e阻害剤、抗MMP-9抗体およびMMP-9阻害剤からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1または2に記載の医薬組成物。
  4.  がんを予防および/または治療するための、請求項1または2に記載の医薬組成物。
  5.  がん転移を抑制および/または予防するための、請求項1または2に記載の医薬組成物。
  6.  前記がん転移が、急性炎症によって生じたがん転移であるか、または、腫瘍に対する治療的介入によって生じたがん転移である、請求項5に記載の医薬組成物。
  7.  前記腫瘍に対する治療的介入が、外科的切除、化学療法および放射線療法からなる群より選択される、請求項6に記載の医薬組成物。
  8.  前記腫瘍に対する治療的介入が、肝動脈化学塞栓術(Transcatheter arterial chemoembolization;TACE)である、請求項6に記載の医薬組成物。
  9.  前記CXCR1CD14単球を有する対象が、がんに罹患している、請求項1または2に記載の医薬組成物。
  10.  前記CXCR1CD14単球を有する対象が、ヒトである、請求項1または2に記載の医薬組成物。
  11.  MMP-9活性化経路を阻害する組成物であって、
     前記MMP-9活性化経路は、CXCR1CD14単球、Lcn2およびMMP-9を含み、
     前記組成物が、MMP-9の活性を阻害する化合物を含む、組成物。
  12.  前記MMP-9活性化経路が、CD66a、CD66b、CD66cおよびCD66eから選択される少なくとも1つをさらに含む、請求項11に記載の組成物。
  13.  (i)治療的介入前の対象の末梢血サンプル中の白血球に対するCXCR1CD14単球の割合を測定する工程、
     (ii)治療的介入後の前記対象の末梢血サンプル中の白血球に対するCXCR1CD14単球の割合を測定する工程、
     (iii)前記(i)で測定した割合と、前記(ii)で測定した割合とを比較する工程
    を含む、がんの進展のリスクの評価方法。
  14.  前記(i)および/または(ii)における測定はフローサイトメトリーによって行われる、請求項13に記載の方法。
  15.  抗CXCR1抗体、抗Lcn2抗体、抗CD66a抗体、抗CD66b抗体、抗CD66c抗体、抗CD66e抗体および抗MMP-9抗体から選択される少なくとも1つを含む、がんの進展の可能性を予測するためのキット。
  16.  CXCR1CD14単球を有する対象の血液から該CXCR1CD14単球を吸着除去するための血液浄化装置であって、
     抗CXCR1抗体を担持したアフィニティカラムを備えた、装置。
  17.  前記CXCR1CD14単球を有する対象が、がんに罹患している、請求項16に記載の装置。
  18.  抗CXCR1抗体を担持したアフィニティカラムによって、CXCR1CD14単球を有する対象の血液からCXCR1CD14単球を吸着して、当該血液からCXCR1CD14単球を除去する方法。
  19.  CXCR1CD14単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物をスクリーニングする方法であって、
     (i)CXCR1CD14単球とT細胞との共培養系に、候補化合物を添加する工程、および
     (ii)T細胞の数が増えた場合に、前記候補化合物を前記単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定する工程
    を含む、方法。
  20.  CXCR1CD14単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物をスクリーニングする方法であって、
     (i)CXCR1CD14単球を含む単球集団に、候補化合物を添加する工程、
     (ii)前記単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合を測定する工程、および
     (iii)前記候補化合物が、前記CXCR1遺伝子を発現する単球の割合を変化させた場合に、前記候補化合物を単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定する工程
    を含む、方法。
  21.  CXCR1CD14単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物をスクリーニングする方法であって、
     (i)単球前駆細胞集団に、候補化合物を添加する工程、
     (ii)前記単球前駆細胞集団から単球集団を分化させる工程、
     (iii)前記分化した単球集団においてCXCR1遺伝子を発現する単球の割合を測定する工程、および
     (iv)前記候補化合物が、前記CXCR1遺伝子を発現する単球の割合を変化させた場合に、前記候補化合物を単球のT細胞増殖抑制作用を調節する化合物として同定する工程
    を含む、方法。
PCT/JP2022/032534 2021-08-30 2022-08-30 がんの予防および/または治療のための医薬組成物 WO2023032957A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-140333 2021-08-30
JP2021140333 2021-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023032957A1 true WO2023032957A1 (ja) 2023-03-09

Family

ID=85411238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/032534 WO2023032957A1 (ja) 2021-08-30 2022-08-30 がんの予防および/または治療のための医薬組成物

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023032957A1 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012508384A (ja) * 2008-11-11 2012-04-05 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン 抗cxcr1組成物および方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012508384A (ja) * 2008-11-11 2012-04-05 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン 抗cxcr1組成物および方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MASTIO JÉRÔME, CONDAMINE THOMAS, DOMINGUEZ GEORGE, KOSSENKOV ANDREW V., DONTHIREDDY LAXMINARASIMHA, VEGLIA FILIPPO, LIN CINDY, WAN: "Identification of monocyte-like precursors of granulocytes in cancer as a mechanism for accumulation of PMN-MDSCs", JOURNAL OF EXPERIMENTAL MEDICINE, ROCKEFELLER UNIVERSITY PRESS, US, vol. 216, no. 9, 2 September 2019 (2019-09-02), US , pages 2150 - 2169, XP093043171, ISSN: 0022-1007, DOI: 10.1084/jem.20181952 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jacquemont et al. Terminally differentiated effector memory CD8+ T cells identify kidney transplant recipients at high risk of graft failure
Picarda et al. Transient antibody targeting of CD45RC induces transplant tolerance and potent antigen-specific regulatory T cells
Liu et al. Distinct human Langerhans cell subsets orchestrate reciprocal functions and require different developmental regulation
Liu et al. Neutralizing IL-8 potentiates immune checkpoint blockade efficacy for glioma
Fraccarollo et al. Expansion of CD10neg neutrophils and CD14+ HLA-DRneg/low monocytes driving proinflammatory responses in patients with acute myocardial infarction
Desbois et al. Specific follicular helper T cell signature in Takayasu arteritis
Fang et al. The cell-surface 5′-nucleotidase CD73 defines a functional T memory cell subset that declines with age
Ban et al. Effect of Indoleamine 2, 3‐Dioxygenase Expressed in HTR‐8/SV neo Cells on Decidual NK Cell Cytotoxicity
Tao et al. Decidual CXCR4+ CD56brightNK cells as a novel NK subset in maternal–foetal immune tolerance to alleviate early pregnancy failure
Ikeda et al. The early neutrophil-committed progenitors aberrantly differentiate into immunoregulatory monocytes during emergency myelopoiesis
Hui et al. Single-cell sequencing reveals the transcriptome and TCR characteristics of pTregs and in vitro expanded iTregs
Hammoudi et al. Autologous organoid co-culture model reveals T cell-driven epithelial cell death in Crohn’s Disease
Zúñiga et al. Acute exercise mobilizes NKT-like cells with a cytotoxic transcriptomic profile but does not augment the potency of cytokine-induced killer (CIK) cells
Sparrow et al. The cytotoxic molecule granulysin is capable of inducing either chemotaxis or fugetaxis in dendritic cells depending on maturation: a role for Vδ2+ γδ T cells in the modulation of immune response to tumour?
Quatrini et al. Glucocorticoids inhibit human hematopoietic stem cell differentiation toward a common ILC precursor
WO2018187786A1 (en) Unipotent neutrophil progenitor cells, methods of preparation, and uses thereof
WO2023032957A1 (ja) がんの予防および/または治療のための医薬組成物
US20220411500A1 (en) Treatment of fibrosis with combined blockade of il-6 and immune checkpoint
WO2021251908A1 (en) Neutrophil progenitors and related methods and uses
Xiang et al. Single-cell transcriptome profiling reveals immune and stromal cell heterogeneity in primary Sjögren’s syndrome
Fraccarollo et al. Expansion of CD14+ HLA-DRneg/low monocytes and CD10neg neutrophils driving proinflammatory responses in patients with acute myocardial infarction
Sérazin et al. Single cell analysis reveals CD45RClow/-TNFR2+ CD29lowCD8+ Tregs with superior activity
US10191055B2 (en) Detection of acute myeloid leukaemia (AML) leukaemic stem cells (LSC)
Wang et al. Single-cell immune landscape of human recurrent spontaneous abortion
Leveque et al. T helper cell-licensed mast cells promote inflammatory Th17 cells

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22864539

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023545589

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE