2016 Fiscal Year Research-status Report
成人T細胞白血病(ATL)における低酸素ストレス応答機構の解析
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16K07120
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
中畑 新吾 宮崎大学, 医学部, 助教 (80437938)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 成人T細胞白血病 / NDRG2 / PI3K/AKT / 低酸素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
N-myc downstream-regulated gene 2 (NDRG2)は、成人T細胞白血病(ATL)で発現低下しており、PTENのC末端S380/T382/T383(STT)の恒常的リン酸化を介して、PI3K/AKT経路の活性化に寄与する。NDRG2は、PP2AをPTENにリクルートすることで、PTEN-STTの脱リン酸化を誘導し、PI3K/AKT経路を負に制御する。本研究では、NDRG2が種々の細胞ストレス時に誘導されることから、ストレス応答遺伝子としてATLの発がんに関与するのではないかという仮説を立て以下の解析を行った。ATL細胞において、NDRG2発現低下によるPI3K/AKT経路の負のフィードバック経路の破綻が、HIF-1の低酸素シグナル応答経路を不活化させていることを明らかにした。この低酸素応答の破綻は、ATL細胞に低酸素環境下における細胞増殖性を付与しており、ATLの発がん過程において何らかの役割を果たしている可能性が考えられた。次に、生体内におけるNDRG2による低酸素シグナルの制御の意義を明らかにするため、造血幹細胞(HSC)の機能におけるNDRG2発現の関与性を調べた。正常骨髄のHSCにおいてNDRG2の発現は上昇しており、NDRG2欠損マウスではKSL分画のHSC数が顕著に低下しており、特にc-kit陽性の細胞集団が減少していた。そこで、NDRG2-/-HSCの分化能について検討したところ、骨髄系前駆細胞、赤芽球系前駆細胞等においてコロニー形成が損なわれていたことから、NDRG2欠損は、HSCの維持や機能に影響を与えることが明らかになった。今後は、このHSCにおけるNDRG2の役割について、in vivoモデルや、白血病モデルにより解析を進め、HSCにおけるPI3K/AKT経路の制御とNDRG2発現との関連を明らかにする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ATL細胞において、低酸素環境下におけるNDRG2の発現低下及びPI3K/AKTシグナル経路の活性化を介した細胞増殖の制御を種々の方法及びATL細胞株にて確実に立証することができたことは、次に解析を予定している抗癌剤抵抗性等との関与を明らかにする上で、重要なことと考えている。また、本研究の主なテーマの一つでもある造血幹細胞におけるNDRG2の機能については、ノックアウトマウスを用いた解析から、今後の進展が期待できるNDRG2の関与性を見出すことができたことは、本研究を進める上で重要である。また、造血幹細胞の機能はNDRG2欠損マウスにおいて低下している一方で、末梢血の赤血球の数はNDRG2 KOと野生型と同程度であり、これはこの欠損マウスは明らかな造血系の異常を伴うことなく生育することと一致している。正常および白血病幹細胞において、種々のストレスに対する適応能も重要であることが明らかになってきており、今後、これらの点について検証していく必要がある。以上のことから、本年度は、概ねの成果が得られたものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ATLにおけるNDRG2発現低下と低酸素ストレスの役割を明らかにするために、まず、正常造血幹細胞(HSC)においてNDRG2発現によるHSCの機能や維持への関与を明らかにする。HSCにおいて、PI3K/AKT経路の活性化抑制は、幹細胞維持に重要であり、さらに幹細胞ニッチにおける低酸素環境への適応維持機構が重要である。本研究結果の一つとして、NDRG2は低酸素環境下におけるPI3K/AKT経路の活性化抑制を介して、細胞増殖能を抑制することを同定しており、この分子機構に依存したHSCにおける低酸素適応と幹細胞維持への関与を検証する。さらに、NDRG2欠損HSCを用いて競合的骨髄再構築能の検討や、連続移植のストレス下における骨髄再構築能を検討し、白血病幹細胞維持におけるNDRG2発現の生理的役割についても種々の白血病発症モデルを用いて検証する予定である。
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| Causes of Carryover |
当該年度の経費に関して、おおよそ予想していた通りに、消耗品購入等を行ったが、若干の持ち越し額が生じた。この分については、次年度に効率的に使用する。この要因としては、より焦点を絞った研究を遂行でき、効率的にかつ今後の研究につながる研究成果が得られたためと考えられる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
持ち越し額については、今年度の結果を受けて、次年度ではマウスモデルでの解析が中心となることから、費用がかさむことが予想されるマウスの購入費や維持費に充て、効率的な研究費の利用に努める。また状況に応じて、その他の抗体等、解析に必須であるが高額である消耗品の購入に使用する予定である。
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