オートファジー・アミノ酸代謝に基づいた難治性白血病の病態解明と治療応用

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21J40193
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Foundation for Biomedical Research and Innovation at Kobe
• Principal Investigator: 山嵜 博未 公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, 先端医療研究センター, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2021-04-28 – 2024-03-31
• Keywords: アミノ酸トランスポーター / LAT1 / SLC7A5 / 急性骨髄性白血病

Outline of Annual Research Achievements

本申請では、急性骨髄性白血病（AML）においてアミノ酸マスター因子である転写因子ATF4がアミノ酸合成系の活性化の両方を促進することで病態発症・進展に寄与するかを明らかにすることを目的とし、研究を開始した。ヒト白血病細胞株（K562、MOLM13、TF-1）およびマウス白血病細胞株（RN2、BaF/3）にCas9を発現させた細胞に対して、sgATF4発現ベクターを導入し、ATF4欠失細胞が野生型細胞との競合的培養条件において経時的に減少することを明らかにした。ATF4欠失細胞は、G1/S遷移の遅延/停止を伴う低下を示した。近年、ATF4は正常造血にも寄与し、造血幹細胞の機能維持を担うことが報告されており（Sun et al., Science Advances 2021）、急性骨髄性白血病の治療標的としてはATF4の下流を探索することが不可欠だと考えた。そこで、白血病細胞株を用いたCRISPRスクリーニングの報告をもとに（Shi et al., Science Advances 2021）、白血病の生存・増殖に重要なはたらきを示すATF4の標的遺伝子を探索した。複数の候補遺伝子のsgRNA発現ベクターを作成し、それぞれ白血病細胞株に導入した。その結果、特に分岐鎖アミノ酸トランスポーターSLC7A5および葉酸合成酵素MTHFD1に対するsgRNAを導入した白血病細胞が競合的培養条件で減少することを明らかにした。

Current Status of Research Progress

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

Reason

AML細胞株におけるATF4の役割とその下流で重要な役割を果たす因子について探索・同定を行うことができた。

Strategy for Future Research Activity

マウス個体を用いた白血病モデルでのSLC7A5およびMTFHD1の役割を解析するとともに、RNA-seq解析やメタボローム解析により作用機序について明らかにしたい。

Research Products

• [Journal Article] Minor intron retention drives clonal hematopoietic disorders and diverse cancer predisposition (2021)
  • Author(s): Inoue D, Polaski JT, Taylor J, Castel P, Chen S, Kobayashi S, Hogg SJ, Hayashi Y, Fukumoto M, Yamazaki H, Tanaka A, Fukui C, Chew GL, McCormick F, Bradley RK, Abdel-Wahab O.
  • Journal Title: Nature Genetics Volume: 53 Pages: 707-718
  • DOI: 10.1038/s41588-021-00828-9
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research