Optimization of treatment for multiple myeloma with HDAC inhibitors

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09916
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 今井 陽一 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (10345209)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 多発性骨髄腫 / 抗体療法 / HDAC阻害剤

Outline of Annual Research Achievements

多発性骨髄腫の新規治療戦略としてCD38抗原の認識抗体ダラツムマブなどの抗体療法が注目されている。NK細胞などのエフェクター細胞は、骨髄腫細胞表面のCD38抗原と結合したダラツムマブのFc部分とFc受容体を介して結合することにより活性化されて骨髄腫細胞に対して細胞傷害活性を示す（ADCC活性）。ADCC活性の活性化には、骨髄腫細胞でのNK細胞の細胞傷害活性の標的抗原の発現変化が重要な役割を果たす。また、ADCC活性に加えて骨髄腫細胞に結合した抗体が補体を活性化して骨髄腫細胞に細胞傷害活性を示すCDC活性も抗骨髄腫作用を担う。一方、骨髄腫細胞表面に発現するCD55, CD59は補体の作用を減弱しCDC活性を阻害すると考えられる。本研究ではパノビノスタット（汎HDAC阻害）、ロミデプシン（HDAC1-3阻害）、ACY-1215（HDAC6阻害）などの各種HDAC阻害剤処理によるNK細胞の細胞傷害活性の標的抗原(MICA/MICB、ULBP-2/5/6)及びCD55, CD59の発現変化をU266, KMS-11, KMS-18, KMS-12PE, RPMI8226などの骨髄腫細胞株で解析した。その結果、HDAC阻害により骨髄腫細胞でMICA/MICB, ULBP-2/5/6の発現増加及びCD55, CD59の発現低下が誘導されることを明らかにした。これらの発現変化にはセリン/スレオニンキナーゼのAktが関与することが示唆された。さらに、ダラツムマブのADCC及びCDC活性がHDAC阻害により増強することが示された。
以上の結果から、ダラツムマブなどによる抗体療法においてHDAC阻害剤の併用で治療効果が増強し抵抗性の克服をもたらす可能性が示された。
HDAC阻害薬に加えてAkt阻害薬の併用も抗原変化に関わることも明らかになった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

H29年度の研究計画であげられた、パノビノスタット、ロミデプシン、ACY-1215処理によるNK細胞の細胞傷害活性の標的抗原、CD55, CD59の発現をU266, KMS-11, KMS-18, KMS-12PE, KMS-26, RPMI8226などの骨髄腫細胞株で解析する計画については、各クラスのHDAC阻害剤でMICA/MICB、ULBP-2/5/6の発現が上昇し、CD55, CD59が低下することを見出した。MICA発現上昇の分子機構についてもmRNAが上昇し、エピジェネティクスによる制御機構が明らかになった。
さらに、骨髄腫細胞株にレンチウイルスを用いてルシフェラーゼ発現ベクターを導入し、ADCC活性（エフェクター細胞を含む健常者末梢血単核球存在下で治療抗体とコントロール抗体で細胞傷害活性を比較）とCDC活性（複数人の健常者血清とその非働化血清存在下で治療抗体による細胞傷害活性を比較）を評価する系を確立した。これらを用いてHDAC阻害剤によりADCC, CDC活性が増強することを明らかにした。以上からH29年度のHDAC阻害による骨髄腫細胞に対する腫瘍免疫応答の変化の解析についてはおおむね順調に進展し、今後の解析がさらに進むことが期待される。
一方、PPP3CAによるNF-kBシグナルの活性化機構の解明は必ずしも、仮説を裏付けるデータが十分得られていないのが現状である。

Strategy for Future Research Activity

今後はH29年度の研究で大きな進展が見られたHDAC阻害による骨髄腫細胞に対する腫瘍免疫応答の変化の解析を中心に研究を行う。
抗体とHDAC阻害剤の併用効果をin vivoで評価するため、骨髄腫マウスモデルでの評価系の確立を目指す。ADCC活性の検討のため、免疫系を含むヒト造血組織を再現したマウスでヒト骨髄腫を再現したマウスモデルの作製を試みる。新生児期にNOGマウスに健常人由来CD34陽性細胞と症例由来骨髄腫細胞を移植する(Ishikawa et al., Blood 2005)。樹立されたマウス骨髄腫モデルを用いてHDAC阻害剤と抗体の併用療法の効果やPD-L1と結合する抗PD-1抗体との併用の可能性について検討する。NOGマウスは補体活性を欠失しており、CDC活性の解析は骨髄腫細胞株をSCIDマウスに移植するxenograft mouse modelで解析する。
同時に、H29年度の研究でHDAC阻害薬に加えてAkt阻害薬の併用も抗原の変化に関わることが見出されため、HDAC阻害薬とAkt阻害薬の併用効果の分子メカニズムについても今後は解析を進めていく。

Research Products

• [Journal Article] Knockdown of the Wnt receptor Frizzled-1 (FZD1) reduces MDR1/P-glycoprotein expression in multidrug resistant leukemic cells and inhibits leukemic cell proliferation. (2017)
  • Author(s): Wang YH, Imai Y, Shiseki M, Tanaka J, Motoji T.
  • Journal Title: Leuk Res Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Secondary syphilis with tonsillar and cervical lymphadenopathy and a pulmonary lesion mimicking malignant lymphoma. (2017)
  • Author(s): Komeno Y, Ota Y, Koibuchi T, Imai Y, Iihara K, Ryu T.
  • Journal Title: Am J Case Rep Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nonmyelomatous ascites resulting from the increased secretion of vascular endothelial growth factor in multiple myeloma. (2017)
  • Author(s): Maki H, Nannya Y, Imai Y, Yamaguchi S, Kamikubo Y, Ichikawa M, Nakamura F, Kurokawa M.
  • Journal Title: Intern Med Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypersensitivity reaction to beta-lactam antibiotics in patients with adult T-cell leukemia/lymphoma treated with mogamulizumab. (2017)
  • Author(s): Yasu T, Imai Y, Ohno N, Uchimaru K, Kurokawa Y, Tojo A.
  • Journal Title: Int J Clin Pharmacol Ther Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Different clonal evolution of chronic myeloid leukemia between bone marrow and the central nervous system. (2017)
  • Author(s): Ogawa M, Yokoyama K, Hirano M, Jimbo K, Ochi K, Kawamata T, Ohno N, Shimizu E, Yokoyama N, Yamaguchi R, Imoto S, Uchimaru K, Miyano S, Imai Y*, Tojo A.
  • Journal Title: Br J Haematol Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy in adult T-cell leukemia-lymphoma patients following allogeneic stem cell transplantation. (2017)
  • Author(s): Hirano M, Jimbo K, Ogawa M, Ochi K, Makiyama J, Kawamata T, Yokoyama K, Tanaka T, Inamoto Y, Yamano Y, Fukuda T, Uchimaru K, Imai Y, Tojo A.
  • Journal Title: Bone Marrow Transplantation Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A Novel Mutant WASp in X-linked Neutropenia Partially Recapitulates Defective Neutrophil Production through its Expression in WASP-deficient NB4 Cells. (2017)
  • Author(s): Kobayashi M, Chanda B, Futami M, Yamashita M, Hirano M, Yokoyama K, Imai Y, Shimizu E, Yusa N, Yamaguchi R, Imoto S, Miyano S, Tojo A.
  • Organizer: The 59th Annual Meeting of American Society of Hematology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The new immunoreceptor SLAMF3 promotes aggressive biological and clinical characteristics in multiple myeloma. (2017)
  • Author(s): Ishibashi M, Tamura H, Asayama T, Kuribayashi-hamada Y, Onodera A, Moriya K, Sasaki M, Handa H, Imai Y, Tanaka N, Tanaka J, Tanosaki S, Ito S, Komatsu N, Inokuchi K.
  • Organizer: The 59th Annual Meeting of American Society of Hematology, 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ATL患者の同種造血幹細胞移植後に慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチーを発症した3症例の解析 (2017)
  • Author(s): 平野 光人、今井 陽一、神保 光児、小川 弥穂、越智 清純、川俣 豊隆、横山 和明、大野 伸広、山野 嘉久、福田 隆浩、内丸 薫、東條 有伸
  • Organizer: 第4回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] Chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy in ATL patients after allo-SCT. (2017)
  • Author(s): Hirano M, Imai Y, Jimbo K, Ogawa M, Ochi K, Kawamata T, Yokoyama K, Ohno N, Yamano Y, Fukuda T, Uchimaru K, Tojo A.
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Viral infections in acute myeloid leukemia accompanied with adult T-cell leukemia/lymphoma. (2017)
  • Author(s): Jimbo K, Imai Y, Ogawa M, Hirano M, Ochi K, Kawamata T, Yokoyama K, Yasui H, Ohno N, Uchimaru K, Tojo A.
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会