Elucidation of stem cell motility mechanism and its application to regeneration and cancer therapy

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K07820
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: アブドゥル アジズ 東海大学, 医学部, 特任講師 (50738789)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 八幡 崇 東海大学, 医学部, 教授 (10398753)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Keywords: 幹細胞 / がん幹細胞 / PAI-1 / 細胞運動能制御 / 再生医療 / がん治療

Outline of Annual Research Achievements

幹細胞にG-CSFを添加すると、リン酸化Smad3およびPAI-1の発現が抑制されたが、FurinとMT1-MMPの発現が増強したことを見出した。さらに、G-CSFはcAMP, リン酸化PKAとリン酸化CREBの発現を増強したことを明らかにした。また幹細胞のTGF-b添加培地に、G-CSFの濃度を段階的に高めて添加し、ニッチにおいてTGF-bによって運動能が抑制されている幹細胞に遊走因子が作用し運動能を付与するに至る状況を再現した。SmadとCREBに結合するp300の割合の変化とMT1-MMP発現や遊走能の相関をFACSやIn Situ近接ライゲーションアッセイ(PLA)の解析行った。その結果、G-CSFによってp300/pSmad3複合体の数(赤色点の数)が減少したが、p300/pCREB複合体の数が増強したことから遊走促進因子G-CSFがp300をpSmad3から奪ってpCREBへ結合させることによって、TGF-bによる幹細胞の運動能の抑制を解除することを実証した。
PAI-1分子を阻害することで幹細胞の運動能を制御する応用としてPAI-1阻害剤(TM5614)を用いた。活性PAI-1の機能をPAI-1阻害剤で抑制し、マウス骨髄から末梢血に幹細胞を動員することによって、骨髄に空きニッチが形成され、化学療法や放射線療法の移植前処置なしでもマウスの骨髄移植が可能にした。さらに、血液がんにおいて、分子標的薬Imatinib(IM)とPAI-1阻害剤を併用することで、ニッチからがん幹細胞が離脱し、より血液がん治療の感受性が達成され、マウス生存の延命も見出した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初計画通りPAI-1活性を阻害することでマウス骨髄から末梢血に幹細胞を動員することによって、骨髄に空きニッチが形成され、化学療法や放射線療法の移植前処置なしでもマウスの骨髄移植が可能にした。さらに、血液がんにおいて、分子標的薬Imatinib(IM)とPAI-1阻害剤を併用することで、ニッチからがん幹細胞が離脱し、より血液がん治療の感受性が達成され、マウス生存の延命も見出した。これの結果からPAI-1は造血幹細胞およびがん幹細胞の運動性を制御することを明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

実験の再現性を確認し、固形がんモデルマウスを用いて検証実験を行う。

Causes of Carryover

マウスの飼育料が予算計画より安かったため、次年度の使用が生じた。残額と2024年度の直接経費を合わせ、マウスと抗体試薬類を購入し、検証実験を行う。

Research Products

• [Journal Article] Plasminogen activator inhibitor-1 promotes immune evasion in tumors by facilitating the expression of programmed cell death-ligand 1 (2023)
  • Author(s): Ibrahim Abd Aziz, Fujimura Taku, Uno Tomoko, Terada Tomoya, Hirano Ken-ichi, Hosokawa Hiroyuki, Ohta Akio, Miyata Toshio, Ando Kiyoshi, Yahata Takashi,
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.21203/rs.3.rs-3637984/v1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research