2021 Fiscal Year Final Research Report

Computing analysis of leukemic stem cell dynamics in acute myelocytic leukemia

Research Project

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Project/Area Number	19K08356
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research Institution	Kanazawa Medical University
Principal Investigator	SAIKAWA Yutaka 金沢医科大学, 医学部, 教授 (60283107)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小松崎俊彦金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (80293372) 西山宣昭金沢大学, 高等教育開発・支援系, 教授 (10198525) 八田稔久金沢医科大学, 医学部, 教授 (20238025)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	コンピュータ解析 / 急性骨髄性白血病 / 白血病幹細胞 / 再発 / 細胞移動軌跡
Outline of Final Research Achievements	To investigate the mechanisms of leukemic relapse after treatment in acute myelocytic leukemia (AML) , we have developed a three-dimensional (3D) cellular automaton simulation system, in which the cellular states of normal and leukemic stem cells (e.g. their position coordinates and differentiation stages on discrete time steps in a computer-generated 3D virtual space) were extracted for statistical and mathematical analyses. In addition, we have developed a 3D trajectory mapping (position tracking) system of normal and leukemic stem cells for visualization. The distinctive movement motifs of leukemic stem cells were visually suggested in the relapse models when compared with the complete cure models that have been established as AML treatment models in our previous studies. Extensive analyses of these trajectory behaviors of leukemic stem cells will contribute to discovering the predictable risk factors for relapse in AML.
Free Research Field	小児血液腫瘍
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	小児リンパ性白血病の治療成績がめざましく向上していくなかで、小児骨髄性白血病は依然として再発率の高い予後不良群を形成している。これまで治療後に残存する白血病細胞（微小残存病変）を指標に治療開発が試みられてきた。一方、白血病細胞を供給する白血病幹細胞（LSC）の存在が明らかとなり、「真の治癒の判断」と「再発の予知」にはLSCの動態を把握することが必須となってきた。しかし、実際のLSCの動きをリアルタイムに捉えることは困難であり、ここに「モデル化」の意義があり、重要なアプローチ方法となりうる。本研究のLSCの細胞軌跡の解析が今後の白血病治療戦略の構築に基礎的な情報を提供することが期待される。