【ポイント】

・これまで膠芽腫のがん組織は極度の低ブドウ糖環境にあり、CAR-T細胞の機能が著しく低下する可能性が示唆されていましたが、本研究によりその実態が明らかになりました。
・低ブドウ糖環境によるCAR-T細胞の機能不全を克服するため、ブドウ糖を高効率に取り込む細胞膜タンパク質 (ブドウ糖膜輸送体) GLUT3を必要に応じて発現させるオンデマンド型代謝強化CAR-T細胞 (On-d GLUT3 CAR-T細胞)の開発に成功しました。
・On-d GLUT3 CAR-T細胞について、ヒトの脳腫瘍を模した膠芽腫マウスモデルで検証した結果、腫瘍の根治を達成するなど、高い抗腫瘍効果が認められ、明らかな毒性は観察されませんでした。

名古屋大学大学院医学系研究科 微生物・免疫学講座 分子細胞免疫学の西川 博嘉教授を中心とする研究チームは、ブドウ糖^注1を高効率に取り込む細胞膜タンパク質 (ブドウ糖膜輸送体) GLUT3^注2をＴ細胞のブドウ糖需要の高まりに応じてCAR-T細胞^注3に発現させる、オンデマンド型代謝強化CAR-T細胞 (On-d GLUT3 CAR-T細胞)を開発し、極度の低ブドウ糖環境である膠芽腫^注4に対する有効性をマウスモデルで検証しました(概要図)。
本研究成果により、ブドウ糖需要に応じたオンデマンド型のブドウ糖の取り込みを実現し、過剰なブドウ糖摂取によるCAR-T細胞の過度な活性化や、それに伴う有害事象を回避し、高い抗腫瘍効果と安全性を両立する可能性が示されました。また、これを検証する目的で、ヒト膠芽腫マウスモデルを用いた検討を実施した結果、腫瘍の消失を含む高い抗腫瘍効果と生存期間の延長が認められました。
On-d GLUT3 CAR-T細胞は、腫瘍の低ブドウ糖環境を克服するこれまでにない仕組みをもつ遺伝子改変T細胞であり、膠芽腫に対する、新たな治療開発につながることが期待されます。

本研究は、名古屋大学大学院医学系研究科 微生物・免疫学講座 分子細胞免疫学の西川 博嘉教授（国立がん研究センター 研究所　腫瘍免疫研究分野分野長、京都大学大学院医学研究科附属がん免疫総合研究センターがん免疫多細胞システム制御部門教授を兼務）、脳神経病態制御学講座　脳神経外科学 齋藤 竜太教授、大学院医学系研究科 上田 龍三特任教授らの研究チームで実施し、本成果は、米国科学雑誌「Science Translational Medicine」に米国東部時間2026年4月15日（日本時間4月16日）に掲載されました。

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【用語説明】

注1：ブドウ糖
体内で主要なエネルギー源として利用される糖類。CD8+T細胞 (キラーT細胞)が活性化した際には、多くのブドウ糖を消費する。

注2：GLUT3（グルコース輸送体）
細胞膜に存在し、細胞内にブドウ糖を取り込む役割を担う輸送タンパク質 (トランスポーター)。複数の種類があり、GLUT1は多くの細胞に存在し、神経系細胞やそこから発生する脳腫瘍には、より高効率にブドウ糖を取り込む能力を有するGLUT3が発現することが知られている。

【論文情報】

雑誌名：Science Translational Medicine
タイトル：On-demand GLUT3 expression augments CAR-T cell metabolic fitness and antitumor efficacy in preclinical models of glioblastoma
著者: Junya Yamaguchi^1,2,†, Keisuke Watanabe^3,†, Akihiro Nakamura^2,3,†, Nina Yi-Tzu Lin³, Sachi Maeda², Daisuke Sugiyama¹, Shinichiro Kato^1,4, Akihito Nagata³, Hitomi Nishinakamura³, Kota Itahashi³, Shohei Koyama^3,5, Hiroyuki Mizoguchi⁶, Yukihiro Shiraki⁷, Atsushi Enomoto⁷, Fumiharu Ohka², Kazuya Motomura^2,8, Yuichiro Tsukada⁹, Masaaki Ito⁹, Yuka Maeda³, Ryuzo Ueda¹, Atsushi Natsume¹⁰, Ryuta Saito², and Hiroyoshi Nishikawa^1,3,4,11
所属: ¹Department of Immunology, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya 466-8550, Japan.
²Department of Neurosurgery, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya 466-8550, Japan.
³Division of Cancer Immunology, Research Institute/Exploratory Oncology Research & Clinical Trial Center (EPOC), National Cancer Center Japan, Tokyo 104-0045/Chiba 277-8577, Japan.
⁴Division of Cancer Immune Multicellular System Regulation, Center for Cancer Immunotherapy and Immunobiology (CCII), Graduate School of Medicine, Kyoto University, Kyoto 606-8501, Japan.

⁵Department of Immunogenomic Medicine, National Cancer Center Research Institute, Tokyo 104-0045, Japan.
⁶Department of Neuropsychopharmacology and Hospital Pharmacy, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya 466-8560, Japan.
⁷Department of Pathology, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya 466-8550, Japan.
⁸Division of Neurosurgery, Shizuoka Cancer Center, Nagaizumi 411-8777, Japan.
⁹Department of Colorectal Surgery, National Cancer Center Hospital East, Kashiwa 277-8577, Japan.
¹⁰Institute of Innovation for Future Society of Nagoya University, Nagoya 466-8550, Japan.
¹¹Kindai University Faculty of Medicine, Osaka-sayama 589-8511, Japan.
^†These authors contributed equally to this study.
^*Correspondence to: Hiroyoshi Nishikawa, MD, PhD.

DOI：10.1126/scitranslmed.adu3532
掲載日：米国東部時間2026年4月15日（日本時間4月16日）付
URL：https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adu3532

【研究代表者】

大学院医学系研究科分子細胞免疫学 西川 博嘉 教授
https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/laboratory/basic-med/micro-immunology/immunology/