Establishment of pediatric solid tumor development model using human embryonic stem cell differentiation induction system

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K09651
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 梅田 雄嗣 京都大学, 医学研究科, 助教 (80397538)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ES細胞 / 小児固形腫瘍 / 神経堤細胞

Outline of Annual Research Achievements

ヒトES細胞から多くの小児固形腫瘍の起源である神経堤細胞（NC細胞）およびその分化細胞を選択的に増殖する培養システムを用いて、（1）小児固形腫瘍の発生モデルの開発（2）本発生モデルを用いたがん幹細胞の出現様式に基づくがん発生メカニズムの解明と新規治療開発を行った。
未分化ヒトES細胞を無血清培養条件下でNodal/activinインヒビター（SB431542）を投与すると、分化6日目にCD271強陽性のNC細胞が全培養細胞の50~80%で検出された。NC細胞をフィブロネクチンでコートした培養皿上でSB431542+ bFGF存在下で培養すると、CD271陽性CD73陽性の骨・軟骨前駆細胞、分化3日目からGSK-3インヒビターを投与するとGD2を高発現している交感神経系様前駆細胞が高頻度に認められた。
NC細胞に関連した様々な細胞表面抗原の網羅的スクリーニングの結果、悪性ラブドイド腫瘍、神経芽腫、ユーイング肉腫、横紋筋肉腫、骨肉腫などの小児固形腫瘍に共通してCD146が発現していた。悪性ラブドイド腫瘍細胞株をCD146陽性・陰性細胞に分離すると、CD146陽性細胞は高いin vitro増殖能およびin vivo腫瘍形成能を示した。さらに、悪性ラブドイド腫瘍細胞株を免疫不全マウスへの皮下移植した後に抗ヒトCD146ウサギポリクローナル抗体を投与すると、著明なin vivo抗腫瘍効果を示し、本疾患における新規治療法として有用である可能性が高いことを明らかにした。神経芽腫細胞株におけるCD146の発現をフローサイトメトリーで検討すると、使用したすべての細胞株でCD146が高発現していた。また、抗ヒトCD146ウサギポリクローナル抗体は神経芽腫細胞株に対して濃度依存的にin vitro腫瘍増殖抑制効果を示した。