新たな概念によるハイリスク骨髄腫の予後不良に関わる分子機構の探索と克服薬の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08763
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 服部 豊 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (20189575)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 健人 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (60230463)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ハイリスク多発性骨髄腫 / 上皮間葉系移行 / nucleophosmin (NPM)1 / ドラッグリポジショニング

Outline of Annual Research Achievements

多発性骨髄腫は、免疫調節薬、プロテアソーム阻害薬、抗体医薬、ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬の承認により、著しく予後が改善してきた。しかし、多くの症例は早晩再発をきたし、最終的にはあらゆる薬剤に抵抗性を示し、また忍容性の問題から治療継続不可能となり致死的となる。とくに、予後不良の染色体異常であるdel17（TP53遺伝子欠損）やt(4;14)を有するハイリスク症例は、髄外形質細胞腫の形成や治療抵抗性といった悪性形質を獲得し、未だにその予後は絶対不良である。近年のゲノム解析によると、骨髄腫は固形癌に近い遺伝子変異を有しており、白血病等とは異なる機構で悪性化をきたしているものと推測される。本研究では、造血細胞のリプログラミングすなわち上皮間葉系移行(EMT)あるいは、薬剤耐性に関わるエクソソームの解析といった観点から、骨髄腫の悪性形質獲得の分子機構に切り込む。さらに、新規化合物や既存薬のライブラリーをスクリーニングし、ハイリスク骨髄腫にもアポトーシスを誘導するものを見出し、創薬研究も展開してゆく。これまでに新規フタルイミド体TC11の結合分子がnucleophosmin (NPM)1であることを見出し、その分子薬理機構を解析中である。天然物ライブラリーからチロシンキナーゼ阻害作用や免疫賦活作用を有する化合物(GTN057他)も得られている。既存薬ライブラリーからは、オートファジー後期阻害活性により現存の骨髄腫治療薬の作用を増強する薬剤も見出され、ハイリスク骨髄腫克服に挑む。

Current Status of Research Progress

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

Reason

2020年度は、骨髄腫治療薬のうち中心的なレナリドミド長期暴露細胞を4種樹立し、そのレナリドミド耐性の分子機構を探索した。すなわち、KMS21R, KMS27R耐性細胞では、レナリドミドの結合分子であるcereblon(CRBN)の低下あるいはCRBNの基質で骨髄腫細胞の増殖に関わるIKFZ1/3やその下流のc-MYC、IRF4の発現の上昇を認めた。一方、MUM24Rでは、CRBN経路に変化がなく、未知の耐性化機構の存在が示唆された。そこで、MUM24親株に対するMUM24R細胞における遺伝子発現をRNA sequenceにより比較検討したところ、GSEA解析では接着分子、インテグリンファミリーのクラスターが高値を示した。とくにインテグリン群の発現は耐性細胞で亢進しており、阻害薬によってレナリドミドへの感受性が部分的に回復することがわかった。なお、耐性細胞を一ヶ月間レナリドミド除去下で培養しても、レナリドミドへの感受性が回復することはなかった。すなわち、薬剤耐性機構は不可逆的と推測された。
一方、創薬研究についても検討が進んでいる。骨髄腫細胞をTC11処理すると、核の多極化を来し、TC11はNPM1に結合することによって、NPM1のリン酸化を亢進する。その分子生物学的意義を明らかにするために、NPM1のリン酸化部位変異体S4A, T95A, T199Aを作成し、これらの遺伝子導入細胞を作成した。変異体導入細胞をTC11で処理したところ、これら３つの変異体導入細胞では、いずれも核の多極化を呈する細胞は有意に減少し、アポトーシス誘導も抑制された。この結果より、TC11は、NPM1の恒常的リン酸化を介して腫瘍細胞の多極化を引き起こしmitotic catastropheからアポトーシスを誘導することが推測された。

Strategy for Future Research Activity

悪性化の病態解明に関して、レナリドミド耐性細胞やリプログラミング遺伝子導入細胞を用いて、レナリドミド以外の薬剤も含めた薬剤耐性能の獲得、xenograftモデルを用いた髄外病変形成能、EMT現象、細胞浸潤能について解析を進める。
創薬研究では、TC11がNPM1の恒常的リン酸化をきたした結果、多量体形成にも影響を及ぼすかを検討する。これにより、NPM1がハイリスク造血器腫瘍克服薬の標的分子となりうるかについて考察を加える。さらに、天然物コマロビキノンの誘導体についても、毒性が低いGTN057の合成にも成功し、in vivoでの有効性を確認した。その薬理作用について、チロシンキナーゼ阻害作用を有することが明らかとなったが、キナーゼ特異性や増殖抑制とキナーゼ阻害のIC50値の一致等について検討を進める。

Causes of Carryover

研究は確実に進んでいるが、物品費として少額の残余が生じた。余った額は2021年度の直接経費と共に適切に使用する。