Development of a treatment for ALT-positive refractory tumors using iPS cells model of neuroblastoma tumorigenesis

• Project/Area Number: 19K16759
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50010:Tumor biology-related
• Research Institution: Research Institute for Clinical Oncology Saitama Cancer Center
• Principal Investigator: Kyosuke Mukae 地方独立行政法人埼玉県立病院機構埼玉県立がんセンター(臨床腫瘍研究所), 臨床腫瘍研究所, 研究員 (60793974)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: iPS / 神経堤細胞 / ATRX / ALT / APB / 神経芽腫 / iPS細胞 / 癌化

Outline of Research at the Start

テロメア維持はがん悪性化に重要であり、その維持にはテロメラーゼ機構とALT経路があるが、神経芽腫におけるがんとテロメアに関する研究は不明な点も多いため、より多くの知見を集める必要があることから、本研究ではALT経路に着目した。申請者による研究で、MYCN非増幅であり、p53変異をもつLi-Fraumeni症候群由来のiPS細胞を神経堤細胞へ分化させ、さらに悪性形質転換させた株を作製した。本研究では、この株にATRX変異を導入し、神経芽腫MYCN非増幅に関するALT経路の機構解析を行い、神経芽腫MYCN非増幅の予後不良モデルにおけるALT経路の機構を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Li-Fraumeni syndrome iPSC-derived neural crest cells were cultured in soft agar medium to generate an ATRX-deficient lines, followed by clones that acquired scaffold-independent transformation. Furthermore, clones showing C-circle positive and APB formation were obtained. Using these clones, we attempted tumorigenesis by transplantation into subcutaneous and periadrenal adipose tissue of immune-deficient mice. Consistent with previous findings, TP53 mutant/ATRK-deficient cells were shown to be prone to acquire C-circle positivity. How these cells become cancerous is a future question.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、ATRX と ALT 経路の関係性に着目し、Li-F 症候群悪性形質転換 cNCC を利用して神経堤細胞におけるテロメア機構の一端を明らかにした。また、本研究のアプローチの意義は、iPS細胞を分化させ、発がんさせることにある。この方法が確立されれば、神経芽腫モデルに関わらず、その他のがんにも用いることができ、様々ながんにおける発生機構を追求することができるようになる。

Research Products

• [Journal Article] Loss of p53 suppresses replication stress-induced DNA damage in ATRX-deficient neuroblastoma (2021)
  • Author(s): Akter Jesmin、Katai Yutaka、Sultana Parvin、Takenobu Hisanori、Haruta Masayuki、Sugino Ryuichi P.、Mukae Kyosuke、Satoh Shunpei、Wada Tomoko、Ohira Miki、Ando Kiyohiro、Kamijo Takehiko
  • Journal Title: Oncogenesis Volume: 10 Issue: 11 Pages: 1256-1256
  • DOI: 10.1038/s41389-021-00363-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of a chondroblastic osteosarcoma model from iPSCbased neural crest cells (2021)
  • Author(s): Kyosuke Mukae, Hisanori Takenobu, Hiroaki Kanda, Miki Ohira, Yuki Endo, Masayuki Haruta, Ryuichi Sugino, Shunpei Satoh, Junya Toguchida, Kenji Osafune, Tatsutoshi Nakahata, Takehiko Kamijo
  • Organizer: 日本癌学会学術総会
• [Presentation] Development of artificial tumorigenesis model from iPSC-based neural crest cells (2020)
  • Author(s): 迎 恭輔、竹信 尚典、神田 浩明、大平 美紀、遠藤 悠紀、春田 雅之、戸口田 淳也、長船 健二、中畑 龍俊、上條 岳彦
  • Organizer: 第62回日本小児血液・がん学会学術集会
• [Presentation] Development of neuroblastoma model from iPSC-based neural crest cells (2019)
  • Author(s): 迎 恭輔 、竹信 尚典、杉野 隆一 、大平 美紀、佐藤 俊平、遠藤 悠 紀、岡田 龍 、春田 雅之、戸口田 淳也、長船 健二 、中畑 龍 俊、上條 岳彦
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Patent(Industrial Property Rights)] 核酸抽出方法、及び核酸抽出装置 (2021)
  • Inventor(s): 武居 修、上條 岳彦、迎 恭輔
  • Industrial Property Rights Holder: 武居 修、上條 岳彦、迎 恭輔
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2021-047528
  • Filing Date: 2021