2021 Fiscal Year Research-status Report
膠芽腫に対するアミノ酸代謝酵素を標的とした分化誘導療法の前臨床研究
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20K17980
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
山室 俊 日本大学, 医学部, 助教 (30790886)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 膠芽腫 / 神経膠腫幹細胞 / 腫瘍免疫 / 分化誘導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膠芽腫に対する新規治療法として、神経膠腫幹細胞を標的とした分化誘導療法の開発およびその効果の検討を行うべく本研究を行っている。我々は先行研究により、神経膠腫幹細胞では分化した通常の膠芽腫細胞に比べ、indoleamine 2,3-dioxygenase 1(IDO1)が強く発現していることを確認している。IDO1はトリプトファンの代謝酵素であり、自己免疫を抑制する作用を持つことが報告されている。先行研究やこれまでの報告から、IDO1を阻害することにより、インターフェロンベータの発現を介して、神経膠腫幹細胞を含む膠芽腫細胞の分化が促進されると考え、本研究を開始した。本研究では広く基礎実験に用いられている市販のヒト悪性神経膠腫細胞株U-87MG、U-251MG、手術患者検体より樹立した神経膠腫幹細胞株、およびU-87MG、U-251MGを無血清培地で培養して樹立した神経膠腫幹細胞モデル細胞株のRev-U-87MGおよびRev-U-251MGを用いている。また、IDO1阻害剤としては、indoximodを用いている。Indoximodを神経膠腫幹細胞の細胞株に投与したところ、形態学的変化として神経膠腫幹細胞株のsphereが小さくなり、一部接着細胞化した。また、神経膠腫幹細胞のマーカー分子であるNanog、Nestin、Sox2のタンパク発現が減少した。令和２年度の研究実績として、免疫不全マウスの脳内に培養脳腫瘍細胞を移植する実験系を確立しており、当該年度において移植後マウスに対するindoximod投与による治療の効果を見る実験を行っている。また、移植後マウスに対し、膠芽腫の標準治療薬であるtemozolomideの投与による治療効果も観察し、生存期間をindoximod投与群と比較している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和2年度の研究状況として、ヒト悪性神経膠腫細胞株U-87MG、U-251MGおよび手術患者検体より樹立した神経膠腫幹細胞株の安定した培養環境の他、U-87MG、U-251MGを無血清培地で培養することで作成する神経膠腫幹細胞モデル細胞株Rev-U-87MGおよびRev-U-251MGの樹立ならびに継続培養の系を確立した。これらの細胞株を使用し、indoximodを投与したところ、形態学的変化として神経膠腫幹細胞株のsphereが小さくなり一部接着細胞化すること、および神経膠腫幹細胞のマーカー分子であるNanog、Nestin、Sox2のタンパク発現が減少することを確認した。このように、予測したindoximodの投与による神経膠腫細胞の分化傾向を確認することができている。また、免疫不全マウスの脳内に培養脳腫瘍細胞を定位的に移植する実験系を確立し、コントロール群において確実に腫瘍が移植されることも確認できている。
当該年度の研究状況として、膠芽腫細胞を脳内に移植した免疫不全マウスに対し、indoximodの経腹膜的な投与による治療を開始している。また、移植後マウスに対し、膠芽腫の標準治療薬であるtemozolomideの経腹膜的投与による治療も開始している。ここまでは、概ね、当初の予定通りの速度で研究を進めることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究実績の概要および現在までの進捗状況に記載した如く、indoximod の投与により神経膠腫細胞が形態学的およびタンパク発現において分化傾向を示すことがが確認された。今後、対象細胞株数および標的タンパクの数を増やし、論文化に向けてデータを蓄積、整理していく。具体的には、神経膠腫幹細胞のマーカーだけでなく、分化の指標となるタンパクについても検討を行っていく。また、内因性のインターフェロンベータの介在およびその発現に対するindoximodの関与、さらには分化を誘導する機序について明らかにするため、in vitroの研究を継続する。
動物実験系において脳腫瘍移植後免疫不全マウスに対するincoximod治療の効果を無治療群および膠芽腫の標準治療薬であるtemozolomidで治療した群と比較していく。統計学的な検討を行うために十分な頭数で効果を確認し、データをまとめて解析する。
また、令和4年度は最終年度であるため、本研究により得られた知見を学会において発表し、論文の作成も開始する予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は1,551円であり、当該年度に使用する予定であった研究費はほぼ予定通り使用した。令和2年度に、91,877円の研究費が未使用のまま繰り越しになっており、当該年度開始時の予定通り、その分も研究に使用した。次年度使用額の1,551円については、試薬の購入に充てることを予定している。
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[Journal Article] Lomustine and nimustine exert efficient antitumor effects against glioblastoma models with acquired temozolomide resistance.2021
Author(s)
Shun Yamamuro, Masamichi Takahashi, Kaishi Satomi, Nobuyoshi Sasaki, Tatsuya Kobayashi, Eita Uchida, Daisuke Kawauchi, Tomoyuki Nakano, Takashi Fujii, Yoshitaka Narita, Akihide Kondo, Kojiro Wada, Atsuo Yoshino, Koichi Ichimura, Arata Tomiyama.
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Journal Title
Cancer Science
Volume: 112
Pages: 4736-4747
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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