Our Focus on Immuno-Oncology

腫瘍免疫学の分野において、STAM™ マウスは
肝癌の新規治療薬の開発に最も適した病態モデルです。

STAM™マウスがあなたの研究を躍進させます。

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Background

背景background

SMCラボラトリーズ株式会社は、肝臓領域に注⼒している⾮臨床薬効評価サービスを提供しているCROです。
私たちは世界で初めてMASH (Metabolic dysfunction-associated steatohepatitis) /NASH (⾮アルコール性脂肪性肝炎)から肝癌を発症する病態マウス「STAM™マウス」を開発し、10年以上にわたり同モデルを使⽤したMASH/NASH治療薬の薬効評価試験を実施してまいりました。

STAM™マウスの活⽤により、免疫細胞、腫瘍微小環境および遺伝子変異をターゲットにした肝癌治療薬開発の非臨床研究に活用することができます。

腫瘍免疫学におけるSTAM™マウスの利点

  • 細胞傷害性T細胞(CD8陽性T細胞)の浸潤細胞数および局在などの評価が可能
  • 免疫チェックポイント阻害剤の抗腫瘍効果を評価することが可能
  • 標的病変の腫瘍径和の最大変化率をCTにより算出し、腫瘍発育阻害の評価が可能
  • 腫瘍の腫瘍遺伝⼦変異量(Tumor Mutation Burden)が⾼い
  • 自然発生する肝癌で腫瘍周辺に線維芽細胞、免疫細胞が存在し、免疫抑制性のある腫瘍微小環境を形成しているため、腫瘍微小環境およびそれを形成する因子(immunosuppressive cells、免疫調節サイトカイン/シグナル伝達、代謝異常、腸内細菌叢)を標的にした評価が可能

STAM™マウスは、後期2型糖尿病の背景を有し、ヒトMASLDと同じ病態進⾏を⽰し、
ヒトMASLDおよび肝癌の病態の多くを再現することに成功しています。

以上のように、STAM™マウスは現時点でGAN dietモデル、
MS-NASHモデルといった他のMASLDマウスでは再現できていない、
臨床相関性が確認されるモデルマウスです。

実際にカリフォルニア⼤学サンディエゴ校のDowらは、
STAM™マウスは肝癌モデルマウスとして
最も適していると報告しております。

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Key publications

主な出版物Key publications

Genentech, December 2018

Transcriptomic analysis of hepatocellular carcinoma reveals molecular features of disease progression and tumor immune biology

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Figure 1

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Transcriptomic analysis of hepatocellular carcinoma reveals
molecular features of disease progression and tumor immune biology

K Okrah # 1, S Tarighat # 2, B Liu # 2, H Koeppen 3, M C Wagle 2, G Cheng 2, C Sun 2, A Dey 4, M T Chang 4, T Sumiyoshi 2, Z Mounir 2, C Cummings 2, G Hampton 2, L Amler 2, J Fridlyand 1, P S Hegde 2, S J Turley 4, M R Lackner 2, S M Huang 2

肝癌治療効果について、Genentech社のOkrahらによりStroma-modifying drug(TGF-β 中和抗体(1D11 antibody))の投与が腫瘍周辺の線維化の改善を介し肝癌を抑制する可能性が報告されています。
肝癌フェーズにあるSTAM™マウスへTGF-β中和抗体を投与する ことで、線維化⾯積や肝臓中の腫瘍数・直径の減少が確認されています。
CD8+T cellの腫瘍への浸潤の増加も確認され、線維化の改善を介したT細胞の局在の変化による肝癌治療効果が⽰唆されました(Figure 1)。
臨床の現場で使用されている免疫チェックポイント阻害剤の有効性は、腫瘍微小環境に大きく依存することが報告されています。
免疫抑制性の腫瘍微小環境を治療標的とすることは、肝癌治療薬に新たなブレークスルーをもたらすと考えられています。

Example studies

研究例Example studies of immune checkpoint inhibitor(ICI) in the STAM™mouse

臨床で使用されている抗PD-L1抗体(クローン;10F.9G2)は、STAM™マウスを使用した肝癌治療試験において75.1%の腫瘍発育抑制率を示し、腫瘍縮小効果が認められています(Figure 2)。

Figure 2

PD-L1mAb (10F.9G2)

【Regimen: 5 mg/kg, IP, Twice a week】

Relative tumor volume and tumor growth inhibition are calculated by following formula;
Relative tumor volume (%) = tumor volume at 20 weeks of age/ tumor volume at 16 weeks of age.
Tumor growth inhibition (%) = (RTV average of Isotype group - RTV average of PD-L1 group)/ RTV average of Isotype group x 100%

Tumor growth inhibition

Anti-PD-L1 antibody, an immune checkpoint inhibitor, suppresses tumor growth inhibition (*Tumor growth inhibition is calculated using the relative tumor volume).

As in this case, the STAM™ model shows immune responses and is capable of evaluating ICIs.

このようにSTAM™マウスは、免疫チェックポイント阻害剤を中心としたimmunotherapyに加えて、腫瘍微小環境を改変するstroma-modifying drugの腫瘍に対する効果も評価できる現在唯一のモデルです。

Table 1. A summary of molecular targets in the tumor immune microenvironment of hepatocellular carcinoma

Target cell Molecule Major effects Therapeutic strategy
MDSC CCL26 CCL26 mediates MDSC recruitment in the hypoxic regions of HCC. CCL26 blockade
CCL9/CCR1 CCL9/CCR1 induces MDSCs recruitment to the spleen. CCL9/CCR1 blockade
ENTPD2/CD39L1 HIF-1 prompts MDSC accumulation via ENTPD2/CD39L1 in HCC. ENTPD2/CD39L1
blockade
CCRK CCRK induction drives mTORC1-dependent G-CSF expression to recruit MDSCs and enhance tumorigenicity in HCC. Anti-CCRK
IL-6 IL-6 expression level is highly associated with MDSC phenotype in HCC patients. Anti-IL-6
PD-L1 PD-L1+ MDSCs area increased in HCC patients. PD-L1 blockade
C5AR C5AR can recruit MDSCs to the TIME. C5AR blockade
Treg PD-1 PD-1-mediated inhibitory signal in the TME. PD-1 blockade
CTLA-4 Tumor-induced regulatory DC subset inhibit immunity via CTLA-4-dependent IL-10 and IDO production. CTLA-4 blockade
TIM3 Antibodies against TIM3 restore immune response of HCC-derived T cells to tumor-specific antigens. TIM3 blockade
LAG3 Antibodies against LAG3 restore immune response of HCC-derived T cells to tumor-specific antigens. LAG3 blockade
GITR GITR-ligation can improve anti-tumor response by abrogating Treg-mediated suppression in HCC GITR blockade
ICOS ICOS+FOXP3+ Treg cells are enriched in the HCC TME ICOS blockade
CCR4 Tregs can be targeted and depleted by mABs towards CCR4. Anti-CCR4
TGF-β TGF-β prompts Treg infiltration into the liver. Sorafenib TGF-β prompts Treg infiltration into the liver. Sorafenib
TAM IL-6, IL-23, IL-β, TNF-α Cytokines enhance the expansion of IL-17-producting CD4+Th17 cells. Anti-IL-6, anti-IL-23, anti-IL-β, anti-TNF-α
TGF-β TGF-β prompts TIM-3 expression in TAMs. Anti-TGF-β
IL-1β IL-1β prompts EMT and HCC immune escape. Anti-IL-1β
CCR2 CCR2 prompts EMT transition and M2-plarization of TAMs Anti-CCR2
CSF-1 CSF-1 reprograms polarization of TAMs CSF-1 receptor antagonist

STAM™マウスは免疫チェックポイント阻害剤を中心としたimmunotherapyに加えて、
腫瘍微小環境を改変する治療薬の腫瘍に対する効果も評価できる現在唯一のモデルです。

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参考文献References

肝癌の現状Current status of liver cancer

  • 世界で4番⽬に多い癌
  • 癌関連の死因 第3位

肝癌発症の原因

B型・C型肝炎、アルコール、糖尿病、MASH/NASHなど様々な原因。

中でも、MASH/NASHに代表されるウイルス性肝炎の関与をしない、
⾮B⾮C型の肝癌の割合は、年々増加傾向

肝癌の治療薬と奏効率Treatment drugs and response rates for liver cancer

レンバチニブ、ソラフェニブといった分子標的薬の他、近年アテゾリズマブ+ベバシズマブ、ニボルマブ、
ペムブロリズマブといった免疫チェックポイント阻害剤が臨床の現場で使用されています。

Immune checkpoint inhibitors and response rate for various cancer

肝癌に対する免疫チェックポイント阻害剤の奏効率は0~14%と、他の癌腫(例えば、メラノーマの奏効率;35~70%)に比べて低いため、新規治療薬の開発が期待されている状況です。
また、Immuno-oncology分野で使⽤されているモデルマウスには、
癌細胞株の多様性の⽋如や不均⼀性、腫瘍が正常細胞から発⽣しない、
腫瘍微小環境が再現されないなど多くの課題があります (Table 2)。

Table 2. Mouse models for immuno-oncology in hepatocellular carcinoma

Model STAMTM DEN CDAHFD Syngeneic
implantation;
orthotopic
Syngeneic
implantation;
subcutaneous
Xenograft;
orthotopic
Xenograft;
subcutaneous
Background Diabetic/
Inflammation/
fibrosis
Fibrosis Diabetic/
Inflammation/
fibrosis
Normal liver Normal skin Normal liver Normal skin
Inducer Chemical / Diet
(STZ / HFD)
Chemical
(Diethylnitrosamine)
Diet Mouse HCC cell line
(HCA-1, RIL-175,
Hepa1-6)
Mouse HCC cell line(RIL-175, BNL-1MEA) Human HCC cell line(HepG2, Hep3B, SK-Hep1, Huh7) Human HCC cell line(HepG2, Hep3B, SK-Hep1, Huh7)
Host strain C57BL/6J C57BL/6J C57BL/6J C3H, C57BL/6, BALB/c C57BL/6, BALB/c Nude, SCID Nude, SCID
Time to develop tumors 16-20 wks 45-102 wks 36 wks 1-2 wks 1-2 wks 1-2 wks 1-2 wks
% of mice with HCC 100% (20 wks) 80-100% 27% (at 60 wks) 100% 100% 100% 100%
Development of therapeutic drugs for tumor microenvironment

o

Not reported Not reported Not reported*

x

Not reported

x

Development of therapeutic drugs for immune checkpoint inhibitor

o

Not reported

o

o

o

x

x

Remarks Tumor mutation burden-high Genetic mutations are not similar to human HCC There are no reports of peri-tumoral and intratumoral T cell localization. Lack of diverse cancer cell line and heterogeneity Unable to analyze tumor microenvironment Immune cell deficiency Immune cell deficiency

*We searched for literature in PubMed using the keyword “syngeneic orthotopic”, “tumor microenvironment”, “HCC”, “stromal modifying agent”, but no literature was found as of October 2023.

肝癌の新規治療薬の開発が今後も⾼く期待されています。

このような社会的背景をうけ、私たちは短期間で肝癌を発症するSTAM™マウスの特徴を活かし、
免疫チェックポイント阻害剤をはじめとする新規肝癌治療薬の⾮臨床薬効評価サービスを提供します。

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