ポイント

1. 人工胸腺オルガノイド（ATO）を用いた3次元培養により、インバリアントナチュラルキラーT（iNKT）細胞由来のiPS細胞からCD4陽性（CD4⁺）iNKT細胞を作製することに成功した。
2. 作製したCD4⁺ iNKT細胞は、特異的な抗原からの刺激により増殖し、サイトカイン（IFN-γ、IL-4）を産生することで樹状細胞の成熟を促す「アジュバント効果」をもつことを明らかにした。
3. さらに、固形がんの免疫回避機構であるM2マクロファージによるT細胞の増殖抑制を、抗原特異的に解除できることを示した。
4. 本技術により、固形がんに対する免疫療法の効果を高めるための新たな細胞ソースとしての活用が期待される。

　椎名沙羅研究員（研究当時：CiRA増殖分化機構研究部門）、金子新教授（CiRA臨床応用研究部門）らの研究グループは、人工胸腺オルガノイド（Artificial Thymic Organoid, ATO）^注1）を用いた3次元培養法により、iPS細胞から機能的なCD4^注2）陽性インバリアントナチュラルキラー（invariant natural killer T, iNKT）細胞^注3）を誘導することに成功しました。

　研究グループはこれまでに、2次元培養によりiPS細胞からiNKT細胞を作製する方法を開発しています（CiRAニュース2016年2月9日）。しかし、この方法では、CD4とCD8^注4）の両方が発現していない（Double Negative: DN）細胞までの誘導に限られていました。このため、多様な機能を発揮する生体内のiNKT細胞と比べると未成熟であり、医療応用のための課題となっていました。

　本研究では、人工胸腺オルガノイドを用いた3次元培養技術を導入することで、高い増殖能力と、サイトカイン^注5）産生能や樹状細胞^注6）の成熟を促す能力を備えたCD4⁺ iNKT細胞の作製を可能にしました。さらに、作製した細胞は、固形がんに対する免疫細胞療法を困難にする要因の一つである免疫抑制環境を改善する能力をもつ可能性も示しました。本成果は、固形がんに対するiNKT細胞を用いた新たな免疫療法の実用化に向けた重要な研究成果です。

　本研究成果は、2026年1月9日に科学誌「Communications Biology」に掲載されました。

　インバリアントナチュラルキラーT（iNKT）細胞は、全ての人で共通（invariant: 不変の）のT細胞受容体（TCR）をもち、特定の糖脂質を認識して活性化する免疫細胞です。iNKT細胞のうちCD4を発現するCD4⁺ iNKT細胞は抗原を認識し、他の免疫細胞の活性化を介して強力な抗腫瘍効果を発揮するため、がん治療の有力な候補として注目されています。

　しかし、iNKT細胞は末梢血中に0.1%未満しか存在せず、治療に必要な細胞数を確保することが困難でした。研究グループはこれまでに、iPS細胞技術を用いてiNKT細胞を大量に作製する研究を行ってきましたが、従来の２次元培養法で作製したiNKT細胞はCD4を発現しておらず、増殖能やヘルパーサイトカイン産生能について課題が残っていました。

1）人工胸腺オルガノイドを用いた３次元培養によるCD4⁺ iNKT細胞の誘導
　研究グループは、固有のT細胞受容体をもつiNKT細胞を初期化し作製したヒトiPS細胞に対して、人工胸腺オルガノイドを利用する3次元培養法（ATO法）を適用することで、iNKT細胞への分化誘導に取り組みました。その結果、従来の2次元培養法では得られなかったCD4単独陽性細胞（3D-CD4⁺ iNKT細胞）を作製することに成功し、成熟したiNKT細胞にみられるCD5の発現も確認しました（図1A）。また、3D-CD4⁺ iNKT細胞は、２次元培養法で分化誘導したiNKT細胞（2D-re-iNKT細胞）と比較して、抗原刺激を与えると高い増殖能力を示すことも明らかになりました（図1B）。

2）3D-CD4⁺ iNKT細胞によるアジュバント効果
　次に、3D-CD4⁺ iNKT細胞が、樹状細胞の成熟を促す「アジュバント効果」を誘導できるかを評価するため、未成熟な樹状細胞（DC）との共培養を行いました。その結果、3D-CD4+ iNKT細胞と樹状細胞とを共培養し、抗原刺激（αGC）を与えた場合に、樹状細胞において、成熟した樹状細胞の指標となるタンパク質（CD80、CD86、HLA-DR）発現の上昇がみられ、がんに対する免疫に重要なIL-12p70の産生も誘導されました（図2A, B）。

　さらに、樹状細胞との共培養において3D-CD4⁺ iNKT細胞は、IFN-γだけではなく、2D-re-iNKT細胞では産生されなかったIL-4などのサイトカインを豊富に産生することが確認されました（図2C）。これらのサイトカインは、樹状細胞の成熟を促すことが知られています。以上より、3D-CD4⁺ iNKT細胞は2D-re-iNKT細胞よりも高いアジュバント効果をもつことが示されました。

3）免疫抑制性マクロファージM2によるT細胞増殖阻害を解除する
　固形がんの腫瘍内部には、免疫抑制性のM2マクロファージ^注8）が多く存在し、T細胞の増殖を抑制することで、免疫細胞による攻撃を回避する環境を構築することが知られています。そこで、ヒト末梢血由来細胞からM2マクロファージを作製し、T細胞および3D-CD4⁺ iNKT細胞と共培養し、T細胞の増殖への影響を調べました。その結果、3D-CD4⁺ iNKT細胞を加え、特異的な抗原刺激を与えることにより、M2マクロファージによるT細胞の増殖抑制効果（図3A）が解除され、T細胞の増殖が促進されることが確認されました（図3B）。

　本研究では、人工胸腺オルガノイドを用いた3次元培養方法を適用することで、iPS細胞から強力なアジュバント機能をもつCD4陽性iNKT細胞を作製することに成功しました。3D-CD4⁺ iNKT細胞は、特異的な抗原刺激のもとで、樹状細胞を成熟させ、腫瘍微小環境を模したM2マクロファージによる免疫抑制効果を解除することが示されました。今後は、本手法で作製された細胞を固形がんに対する既存のT細胞免疫療法と組み合わせることで、より効果的な治療法の開発につながることが期待されます。

1. 論文名
   Artificial thymic organoid culture generates functional iPSC-derived CD4+ invariant natural killer T cells
   • doi: 10.1038/s42003-025-09462-1
2. ジャーナル名
   Communications Biology
3. 著者
   Sara Shiina^1,2, Tatsuki Ueda¹, Shoichi Iriguchi^1,2, Yasushi Uemura³, Shin Kaneko^1,2,4*
   *：責任著者
4. 著者の所属機関
   1. 京都大学iPS細胞研究所（CiRA）
   2. タケダ-CiRA共同研究プログラム（T-CiRA）
   3. 国立がん研究センター 先端医療開発センター
   4. 筑波大学トランスボーダー医学研究センター（TMRC）
   （所属は研究当時のもの）

本研究は、下記機関より支援を受けて実施されました。

1. 科学技術振興機構（JST）次世代研究者挑戦的研究プログラム（JPMJSP2110）
2. タケダ-CiRA共同研究プログラム（T-CiRA）