2020 Fiscal Year Research-status Report
iPS細胞由来変異型IDH神経膠腫モデルを用いた腫瘍化機序の解明と新規治療の開発
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19K09468
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
大場 茂生 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (80338061)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 雄一 藤田医科大学, 医学部, 教授 (60218849)
八幡 直樹 藤田医科大学, 医学部, 助教 (60450607)
秦 龍二 藤田医科大学, 医学部, 教授 (90258153)
常陸 圭介 藤田医科大学, 総合医科学研究所, 助教 (10508469)
平山 明由 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任講師 (00572405)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | グリオーマ / IDH / iPS / 網羅的遺伝子解析 / 網羅的代謝解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
IDH変異は、神経膠腫や白血病においてdriver mutationとされている。神経膠腫において、腫瘍化過程のどのタイミングでIDH遺伝子に変異が生じるのか、またその後どのような遺伝子発現が腫瘍化に関与しているのか、その結果どのような代謝の変化が生じているのかはほとんど明らかになっていない。
本研究では、①iPS細胞を用いたIDH変異による腫瘍化機構の解明と、②変異型IDHと野生型IDH神経膠腫における遺伝子学的・代謝学的差異に基づく新規治療法の開発を目的としている。
①iPS細胞に変異型IDHを発現するプラスミドを導入したところ細胞は生存しなかったため、Doxycyclineの量で発現を調節できるプラスミドを作成し導入した。Doxycyclineの調節により変異型IDHを発現し、かつ細胞増殖を維持できることはできたが、progenitor cellへと分化しなかった。それ故、まずiPS細胞をprogenitor cellへと分化誘導し、分化したprogenitor cellへ変異型IDHあるいはp53やRbの系を抑制するHPV16E6E7を導入した。今後、テロメア長を維持させ不死化細胞作製予定である。
②アストロサイトに変異型IDHを導入させ腫瘍化させたモデルと、変異型IDHに依存せず変異型Rasを導入し腫瘍化させたモデルを用いて、RNAseqによる網羅的遺伝子解析を行い、変化した遺伝子群に関しmetascape解析を行った。また、キャピラリー電気泳動－飛行時間型質量分析計を用いた網羅的代謝解析を行った。その結果、いくつかの経路が標的として候補にあがったためその阻害剤を用いたところ変異型IDHモデルと野生型IDHモデルとに抗腫瘍効果の差を認めた。またそのメカニズムを詳細に検討した。今後はPDXモデルでの検討を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
iPS細胞から神経膠腫細胞を作成する研究実績①の項目に関しては、変異型IDHを導入することで生存が抑制されたり分化が抑制されたため、試行錯誤するのに時間を要した。結果としてiPS細胞に変異型IDHを導入するのでなくprogenitor cellに導入することで変異型IDHを発現した細胞を作成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の方針に関しても研究実績の概要に記載したように2つに分けて述べる。
①iPS細胞を用いたIDH変異による腫瘍化機構の解明について
分化したprogenitor cellへ変異型IDHあるいはp53やRbの系を抑制するHPV16E6E7を導入した細胞を作成しており、今後、telomerase reverse transcriptase発現プラスミドやshRNA-ATRXを導入しテロメア長を維持することで不死化細胞を作成予定である。腫瘍化が確認できた場合には、iPSから分化させたアストロサイトをコントロールとして網羅的遺伝子解析、代謝解析により瘍化機構の解明を行う。こうした解析により得られた結果をもとに治療の標的を探索する。
②変異型IDHと野生型IDH神経膠腫における遺伝子学的・代謝学的差異に基づく新規治療法の開発について
不死化アストロサイトに変異型IDHを導入した変異型IDH発現神経膠腫モデルと変異型Rasを導入した変異型IDH非発現神経膠腫モデル（野生型IDHモデル）とを用いて、網羅的遺伝子解析、網羅的代謝解析を行った。解析結果から候補として挙がった経路の阻害が、IDH変異の有無により抗腫瘍効果が異なることが明らかとなったため、今後はPatient-derived xenograft（PDX）モデルでの検討を行い、論文化を予定している。
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