Mechanism of drug resistance by microRNA-DNA repair in multiple myeloma

• Project/Area Number: 21K07312
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52010:General internal medicine-related
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 齋藤 貴之 群馬大学, 大学院保健学研究科, 教授 (80375542)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小田 司 群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (10323643) ; 笠松 哲光 群馬大学, 大学院保健学研究科, 助教 (60737542) ; 後藤 七海 群馬大学, 大学院保健学研究科, 助教 (80782482)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 低酸素 / APEX1 / 多発性骨髄腫 / 多発性k津髄腫 / DNA修復 / 腫瘍微小環境 / microRNA / 薬剤耐性

Outline of Research at the Start

多発性骨髄腫は依然としての不治の疾患である。新規薬剤の効果はあるが、多くは再発し新たな治療法の開発が望まれている。本研究では、「腫瘍微小環境がmicroRNAを介してDNA修復に影響し、骨髄腫の難治化に関わる」という考えのもと、以下3つの項目の研究を行う。 [1] 骨髄腫の微小環境の検討　[2] 微小環境下での骨髄腫細胞の遺伝子及びmicroRNAの網羅的発現解析　 [3] DNA修復経路を含む標的経路の同定　その成果により、骨髄腫における腫瘍微小環境におけるDNA修復の役割を明らかにし、予後不良の骨髄腫に対する新しい治療法の開発へ発展させたい。

Outline of Annual Research Achievements

・多発性骨髄腫株のKMS27を使用して、Deferoxamineを使い化学的低酸素状態を作成し、低酸素で誘導される遺伝子のKDM3A, HK2, VEGFAのmRNA発現を検討して、KDM3Aが上昇していることを確認した。KMS27にDeferoxamine（＋）と（ー）で次世代RNA Seqを用いて、RNA発現量を検討した。HIFやケモカイン応答の上昇が確認された。これらが多発性骨髄腫の病態に関与する可能性が示唆された。・DNA修復遺伝子のKMS27のAPE1 knockdownではAPE1の抑制が不十分であり、細胞増殖の機序解明には至らなかったため、knockout株を作製した。KMS27KO株の生物学的特徴を検討する。
・APEX1遺伝子WT細胞株、APEX1遺伝子KO細胞株を用いて、化学的低酸素状態にした時の影響を検討する

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

低酸素による細胞株の影響を検討したが、細胞培養で低酸素を安定的に作ることが困難だっため、他の条件の低酸素状態を作成した。臨床検体の検討はこれからである。

Strategy for Future Research Activity

1) 化学的低酸素条件を選択した。
2) KMS27細胞株を用いて、RNAseqで解析した。
2) DNA修復遺伝子のAPEX1KO細胞株を作成した。
3) 今後は、その細胞株を使用して、網羅的にRNAやmicorRNAの発現をRNAseqで解析する。
4) 純粋な低酸素条件も検討する。