Targeting DNA repair system for a novel treatment of refractory / relapsed acute myeloid leukemia

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K17842
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 脇田 知志 日本医科大学, 医学部, 講師 (70465350)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 急性骨髄性白血病 / DNA修復機構 / RAD51

Outline of Annual Research Achievements

急性骨髄性白血病にDNA double strand break(DNA-DSB)とその修復が恒常的に生じていると推測し急性骨髄性白血病細胞株におけるγH2AXの発現と、HR修復機構に関わるタンパク質の解析を行った。細胞ではKG1a、HL60、OCI-AML3、THP1などの細胞株でγH2AXが発現しDNA-DSBが恒常的に生じているものと推定された。また、これらの細胞株では同時にRAD51が恒常的に高発現していることも明らかになった。
次にRAD51の高発現を認めたHL60, KG1, OCI-AML3に対するRad51-siRNAを用いたknock-downを行った、Lipofectamineを用いた導入ではOCI-AML3にのみ導入が成功しアポトーシスが誘導された。一方で、HL60, KG1ではLipofectamineを用いた導入が困難であった。次に、RAD51inhibitorであるB02によるHL60, KG1, OCI-AML3の投薬実験を行うすべての細胞株で細胞増殖の抑制が認められ、アポトーシスの誘導が確認された。さらにHL60, OCI-AML3ではVP16との併用で相乗効果が確認された。
次にこのRAD51を標的としたアポトーシスが、p53非依存性アポトーシス経路を介したものであったかどうかを確認するため、TP53 knock-out OCI-AML3を作成し、同様にRAD51のRAD51-siRNAを行うとnormal controlと同様にアポトーシスが誘導された。このことからRAD51の抑制によって誘導されるアポトーシスapoptosisは p53非依存性の経路を介したものと考えられた。
現在、このp53非依存性アポトーシスの経路としてp73を介した経路を想定し現在解析を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初、急性骨髄性白血病細胞株に対するRAD51を標的としたiRNA実験をsiRNAのみで行う計画であったが、一部の細胞株ではsiRNAの導入が困難であることが解った。現在、レンチウィルスベクターを用いたshRNAの導入を進めており、今後複数の細胞株を用いた実証性の高い研究へ発展させる計画である。

Strategy for Future Research Activity

急性骨髄性白血病細胞株における恒常的なDNA-DSBの発生と、HR修復が細胞の維持に必須の役割を担っていることが明らかになってきている。このHR修復機構を標的とした処置がp53非依存性にアポトーシスを誘導したことが明らかになってきており、その経路についてさらなる精査を進める計画である。具体的にはフローサイトメトリーを用いた細胞周期の確認や、リン酸化アレイ解析を用いたapoptosis pathwayの同定を計画している。

Causes of Carryover

実験計画は概ね順調に進んでいるが、iRNAの実験で想定外に導入効率が低かったことや、コロナ下での研究推進に若干の遅れが生じたため繰り越し部分が発生した。