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

2022 Fiscal Year Annual Research 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: DNMT3A変異 / DNA修復機構 / RAD51 / 急性骨髄性白血病

Outline of Annual Research Achievements

AML細胞株12種を対象としてDNA-DSBの存在を反映するγH2AXの発現を解析し、HL60, KG1, THP1, MOLM14, MV4-11, OCI-AML3, SET2, KO52, 9種の細胞株でγH2AXが恒常的に発現していることを発見した。OCI-AML3細胞株に対して、DNA-DSBの修復経路であるHR修復のエフェクター分子の一つRAD51を抑制するshRNAのレンチウィルスベクターを用いた遺伝子導入をおこなった、shRNAは強い増殖阻止効果を示し、細胞内では顕著にγH2AXが増加することが明らかになった。このshRAD51導入細胞は継代することが困難であった。先の実験でγH2Axを発現した9種の細胞に対してRAD51阻害薬BO2の投与実験を行った。DNMT3A変異陰性細胞株６種(HL60, KG1, THP1, MOLM14, MV4-11)ではTP53変異の有無にかかわらず、速やかに細胞死が誘導された。一方で、DNMT3A変異陽性細胞株3種(OCI-AML3, SET2, KO52)では細胞増殖が抑制されるものの細胞死の誘導が遅延することが明らかになった。DNMT3A変異陰性細胞株６種(HL60, KG1, THP1, MOLM14, MV4-11)およびDNMT3A変異陽性細胞株3種(OCI-AML3, SET2, KO52)を用いてBO2投与後の細胞周期の変化をPIアッセイによって評価すると、DNMT3A変異陽性細胞株ではBO2投与後にG2/M期で細胞周期が停滞し、生存が維持されていることが判明した。DNMT3A変異陽性細胞株はDNAダメージが発生した際に細胞死を誘導するシステムが機能せずG2/M期が延長し、さらにはRAD51が担うHR修復を代替えするDNA修復機構が活性化し細胞生存に傾くものと推定された。