2020 Fiscal Year Research-status Report
グリオーマ幹細胞が形成するニッチの成立機構解明と阻害方法の確立
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19K07671
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
サンペトラ オルテア 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (50571113)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 幹細胞 / グリオーマ幹細胞 / 悪性グリオーマ / がん幹細胞ニッチ / 自律性ニッチ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
幹細胞はニッチと呼ばれる特殊な微小環境の中に存在する。ニッチは癌幹細胞の性質維持に不可欠であることから、その機能阻害は癌幹細胞を根絶させる方法として注目されている。治療後半年以内に致死的な再発を引き起こす膠芽腫において、血管や低酸素領域がグリオーマ幹細胞（Glioma stem cell, GSC）にとってニッチになりうることが報告された。しかし、ニッチの実態が充分に解明されておらず、有効な阻害方法も確立されていない。本研究ではGSCニッチ阻害療法の確立を最終目標とし、GSCが構築する自律性ニッチ（GSC autonomous niche, GAuN）の成立条件、性質及び構成成分を明らかにし、さらに、その制御因子を同定することを目指している。
令和２年度では主に3つの解析を行った：
1.GAuNの制御因子解析：自立性の高いGSCからスフェアを形成させ、外的ニッチ因子を添加せず、GAuNのみが成立している条件で３D培養を行った。GAuN中のGSCに対し酸化的リン酸化阻害剤を投与した結果、一部の阻害剤が活性酸素及び脂質酸化を上昇させることでGAuNの破綻を誘導することを見出した。この結果より、前年度同定したGAuNの制御因子の中で、REDOX関連因子がGAuNのキーレギュレーターであることを明らかにした。
2.GAuNの可視化：GAuNが破綻する過程を動画として記録することに成功した。さらに、GAuNが破綻するスフェアの画像解析で細胞死の定量化を行い、薬剤によるGAuN破綻誘導の有無の判定に成功した。
3.GAuNの阻害方法確立：すでに樹立している自律性の高いマウスGSC及び低分子化合物ライブラリーを用いてGAuN破綻を誘導する薬剤の探索を施行した。その結果、1320種類の低分子化合物より10μMでニッチ破綻を引き起こす14化合物を同定した。
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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
本年度は主にGAuNの制御因子候補について遺伝子操作、ゲノム編集を行い、治療候補因子の絞り込みを続ける予定であった。しかし、GAuN破綻の可視化、定量化に成功したことにより薬剤スクリーニングに進むことができ、GAuN阻害方法の検討が大きく前進した。In vitroでニッチ破綻を引き起こす薬剤が培養脳切片においても同様の効果を示すことも確認し、in vivoでの抗腫瘍効果の検討の準備を整えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度ではGAuN標的因子の同定及びGSCの阻害方法の確立を目指す。具体的には以下の解析を実施する。
GAuN標的因子の絞り込み及び機能解析：
令和２年度で同定した候補薬剤についてより低い濃度での２次スクリーニングを行い、有効性の高い薬剤の絞り込みを行う。同定した薬剤の阻害標的が解明されている場合、その因子の発現・機能抑制を誘導し、proof of concept取得を目指す。具体的にはa) in vitroのGSC自己複製能阻害効果、b) ex vivo, in vivoのGSC腫瘍形成能への効果を検証する。
GSCの阻害方法の確立：
前項目の解析より浮かび上がったGAuN阻害剤に対し、ex vivoでの投与を行い、薬剤に対する耐え性の出現有無、併用療法の必要性について判断する。具体的には血管性ニッチを阻害する血管新生抑制剤及び低酸素領域ニッチを縮小させる酸化的リン酸化阻害剤などを使用し、併用効果を検討し、GSCニッチ阻害療法のプロトコールを確立する。確立したプロトコールについてin vivoで投与実験を行い、その抗腫瘍効果、延命効果を検証する。
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