急性骨髄性白血病の変異FLT3のオルガネラシグナルとその理解に基づく治療戦術構築

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08719
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: 安部 良 帝京大学, 公私立大学の部局等, 教授 (20159453)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小幡 裕希 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (20609408) ; 鈴木 利宙 帝京大学, 医学部, 助教 (50530135)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 急性骨髄性白血病 / 変異型チロシンキナーゼ / FLT3-ITD / 分子標的薬 / 細胞内局在

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、急性骨髄性白血病 (acute myelogenous leukemia: AML) の約30%のケースで認められ、その大きな原因の一つとして知られる変異型FLT3チロ シンキナーゼ (FLT3 internal tandem duplication: FLT3-ITD) が、細胞内の「いつ・どこで・どのように増殖シグナルを発信しているのか」を明らかにし、オルガネラ局在の分子機構の解明を試みる。
前年度に、患者から樹立された複数種類のAML細胞株 (MV4-11, MOLM-14, Kasumi-6) において、FLT3-ITDが、細胞膜ではなく、主にゴルジ領域に局在することを見出した。さらに、FLT3変異体によるAKT, ERKの活性化はゴルジ体で、STAT5の活性化は小胞体で起きていることを示唆するデータを得ている。本年度は、FLT3-ITDのゴルジ局在が、自身のチロシンキナーゼ活性に依存しているかどうかについて、複数のチロシンキナーゼインヒビター (TKI) を用いて検討した。これまでに用いたTKIに加え、実臨床で用いられているAC220 (キザルチニブ) の効果を調べた。非常に興味深いことに、AML細胞にTKIを処理したところ、FLT3-ITDのゴルジ滞留は有意に減少し、それに伴い、その細胞膜レベルが増加した。すなわち、FLT3-ITDは、自身の活性化に依存してゴルジ領域に停留することが示唆され、TKI処理時には細胞膜に移行することが示唆された。今後、ゴルジ体で活性化したFLT3-ITDがどのような分子を活性化して停留するのか, また、そこで増殖シグナルを発信する要件についての解明を試みたい。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は、実臨床で用いられているチロシンキナーゼ阻害剤 (tyrosine kinase inhibitor: TKI) であるPKC412 (ミドスタウリン), AC220 (キザルチニブ) が、AMLのFLT3-ITDのゴルジ局在を有意に減少させ、それに伴い、その細胞膜レベルを増加させることを見出した。即ち、FLT3-ITDは、自身の活性化に依存してゴルジ体に停留することが明らかになった。局在異常の原因メカニズムの一つを明確にできたため、おおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

AML細胞のFLT3-ITDが、ゴルジ体でどのような分子を活性化して、その停留の原因になっているのか, 化合物パネル等を活用して明らかにしたい。また、ゴルジ領域でFLT3シグナルが発信されるための要件について、脂質環境や他のリン酸化シグナルの役割を検討したい。

Causes of Carryover

前年度、研究室を新しく開設した新研究棟に移動したため、前期において一時的に研究が停滞した。2021年度で生じた繰り越し金額分については、2022年度において、消耗品として同じロットの製品（細胞培養用血清、培地）を複数、同時期に購入する必要があったためその支払いに充てることとした。

Research Products

• [Journal Article] FLT3-ITD transduces autonomous growth signals during its biosynthetic trafficking in acute myelogenous leukemia cells (2021)
  • Author(s): Yamawaki K, Shiina I, Murata T, Tateyama S, Maekawa Y, Niwa M, Shimonaka M, Okamoto K, Suzuki T, Nishida T, Abe R, Obata Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 11 Pages: 22678
  • DOI: 10.1038/s41598-021-02221-2.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research