2013 Fiscal Year Annual Research Report
ＣＭＬ幹細胞の特異的代謝経路と転写因子制御を標的とした新規治療法の開発
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24390244
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
前川 平 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80229286)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 康生 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70605146)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 慢性骨髄性白血病 / 白血病幹細胞 / 代謝 / 低酸素 |
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| Research Abstract |
チロシンキナーゼ阻害剤(TKI)の開発により、慢性骨髄性白血病(CML)の治療成績は飛躍的に向上した。しかし、白血病幹細胞(CML幹細胞)がTKIに対する感受性が低く、治療にも関わらず残存すること、またそれが再発の原因となることが明らかとなってきた。したがってCML幹細胞の根絶がCMLの治癒を目指した治療の重要な戦略と考えられる。われわれは、遺伝子の発現を調節する転写因子の一つ、C/EBPbetaがCMLの原因であるBCR/ABL融合タンパク質によって活性化され、白血病細胞の分化・増殖を刺激する一方で、CML幹細胞の枯渇を促進することを明らかにした。しかし、患者体内ではCML幹細胞は枯渇することがない。このことは骨髄内の微小環境により、C/EBPbetaの活性化が阻まれている可能性を示唆している。本研究では、BCR/ABLによるC/EBPbetaの活性化を抑制しているメカニズムの解明と、それを凌駕してC/EBPbetaを活性化させることによってCML幹細胞を枯渇に導く方法の開発を目指している。
我々は、骨髄微小環境の一つの要素である低酸素がC/EBPbetaの発現・機能を負に制御していることを見出した。また、微小環境を形成する細胞成分の一つである間葉系幹細胞がC/EBPbetaの制御下にBCR/ABL陽性白血病細胞を細胞死から保護していることも明らかとした。また、インターフェロンを含むサイトカインがBCR/ABLの有無に関わらず、C/EBPbetaを正に制御することを見出した。これらの知見から、サイトカインを含む微小環境の改変によってCML幹細胞を根絶する戦略についての足がかりが得られたと考えられるため、引き続き研究を進める。
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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
当初予定していたように、C/EBPbetaが、CML慢性期の病態形成において重要な役割を果たしていることを明らかにした。さらに骨髄微小環境中でのC/EBPbetaの抑制機構およびそれを活性化するために必要な要素の足がかりを、主に細胞株を用いた実験系で掴むことができた。さらに、CML幹細胞のみならず、微小環境中のC/EBPbetaの役割についても明らかにした。しかし、低酸素条件での詳細な分子メカニズム解明のための実験条件の検討に時間を要しており、さらに実験動物施設での微生物汚染などが生じたために、低酸素やサイトカインが生体内のCML幹細胞に及ぼす作用についての実験系の確立に時間がかかっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果を踏まえて、低酸素におけるC/EBPbeta抑制の分子機構を明らかにする。低酸素状態でのレポーター解析や低酸素条件下での転写因子HIF-1alphaのC/EBPbeta発現制御における作用などを明らかにする予定である。サイトカイン刺激による効果は、シグナル伝達物質であるSTAT1やSTAT5の関与を示唆するデータを持ち合わせており、これらの作用機序の解明と、微小環境中のC/EBPbeta制御を解除できるかどうかについて検討する。そのために、レトロウイルスによってBCR/ABLを遺伝子導入したマウス骨髄細胞の骨髄移植モデルにサイトカイン投与を組み合わせて、生体でのCML幹細胞への作用を検討する系が確立しつつある。この系を用いてCML幹細胞の枯渇誘導という新たな治療戦略が達成しうるかどうかを検討する予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初、低酸素状態での分子メカニズムの解明やマウスを用いた骨髄移植モデルの検討などを行う予定であったが、当該年度は実験系やモデルの確立のための条件検討に時間を割いた。また、実験動物施設の微生物による汚染が複数回発生し、長期にわたり十分な動物実験の実施が困難であった。そのため相当数の実験を次年度に持ち越すこととなった。
C/EBPbetaノックアウトマウスをはじめとするマウスの繁殖や購入の他、抗体・試薬やプラスチック器具の購入に充てるほか、大量のマウスの遺伝子型決定や分子生物学的実験の補助のために、人件費の支出を予定している。また成果発表や研究打ち合わせのための旅費も計上する。
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[Journal Article] CCAAT/enhancer-binding protein β expressed by bone marrow mesenchymal stromal cells regulates early B-cell lymphopoiesis.2014
Author(s)
Yoshioka S, Miura Y, Yao H, Satake S, Hayashi Y, Tamura A, Hishita T, Ichinohe T, Hirai H, Takaori-Kondo A, Maekawa T
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Journal Title
Stem Cells
Volume: 32
Pages: 730-740
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] HAX1 in induced pluripotent stem cells from a patient with severe congenital neutropenia improves defective granulopoiesis.2014
Author(s)
Morishima T, Watanabe K, Niwa A, Hirai H, Saida S, Tanaka T, Kato I, Umeda K, Hiramatsu H, Saito MK, Matsubara K, Adachi S, Kobayashi M, Nakahata T, Heike T
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Journal Title
Haematologica
Volume: 99(1)
Pages: 19-27
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A Clinical, Pathological and Genetic Characterization of Methotrexate-Associated Lymphoproliferative Disorders.2014
Author(s)
Yamakawa N, Fujimoto M, Kawabata D, Terao C, Nakashima R, Imura Y, Yukawa N, Yoshifuji H, Ohmura K, Fujii T, Yurugi K, Miura Y, Maekawa T, Saji H, Matsuda F, Haga H, Mimori T
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Journal Title
J Rheumatol
Volume: 41
Pages: 293-299
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Two novel susceptibility loci to Takayasu arteritis and synergistic role of the IL12B and HLA-B regions in a Japanese population.2013
Author(s)
erao C, Yoshifuji H, Kimura A, Matsumura T, Ohmura K, Takahashi M, shimizu M, Kawaguchi T, Chen Z, Naruse TK, Sato-Otubo A, Ebana Y, Maejima Y, Kinoshita H, Murakami K, Kawabata D, Wada Y, Narita I, Tazaki J, Kawaguchi Y, Yamanaka H, Yurugi K, Miura Y, Maekawa T
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Journal Title
Am J Human Genet
Volume: 93
Pages: 1-9
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Significance of semi-quantitative assessment of performed donor-specific antibody using Luminex single bead assay in living related liver transplantation.2013
Author(s)
Yoshizawa A, Egawa H, Yurugi K, Hishida R, Tsuji H, Ashihara E, Miyagawa-Hayashino A, Teramukai S, Maekawa T, Haga H, Uemoto S
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Journal Title
Clinical and Developmental Immunol
Volume: 2013
Pages: 972705
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Zoledronic acid significantly enhances radiation induced apoptosis against human fibrosarcoma cells by inhibiting radioadaptive signaling.2013
Author(s)
Koto K, Murata H, Kimura K, Sawai Y, Horie N, Matsui T, Ryu K, Ashihara E, Maekawa T, Kubo T, Fushiki S
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Journal Title
Int J Oncol
Volume: 42(2)
Pages: 525-534
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Loss of SMAD4 from colorectal cancer cells promotes CCL15 expression to recruit CCR1+ myeloid cells and facilitate liver metastasis.2013
Author(s)
Itatani Y, Kawada K, Fujishita T, Kakizaki F, Hirai H, Matsumoto T, Iwamoto M, Inamoto S, Hatano E, Hasegawa S, Maekawa T, Uemoto S, Sakai Y, Taketo MM
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Journal Title
Gastroenterol
Volume: 145(5)
Pages: 1064-1075
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Myeloid-derived suppressor cells play crucial roles in the regulation of mouse collagen-induced arthritis.2013
Author(s)
Fujii W, Ashihara E, Hirai H, Nagahara H, Fujioka K, Murakami K, Seno T, Yamamoto A, Ishino H, Kohno M, Maekawa T, Kawahito Y.
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Journal Title
J Immunol
Volume: 191(3)
Pages: 1073-1081
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Association of Takayasu arteritis with HLA-B*67:01 and two amino acids in HLA-B protein.2013
Author(s)
Terao C, Yoshifuji H, Ohmura K, Murakami K, Kawabata D, Yurugi K, Tazaki J, Kinoshita H, Kimura A, Akizuki M, Kawaguchi Y, Yamanaka H, Miura Y, Maekawa T, Saji H, Mimori T
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Journal Title
Rheumatology
Volume: 52(10)
Pages: 1769-1774
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Protective roles of myeloid-derived suppressor cells in autoimmune arthritis murine models through inhibiting pro-inflammatory immune response of CD4+ T cell.
Author(s)
Fujii W, Nagahara H, Kajitani N, Fujioka K, Murakami K, Nakamura K, Seno T, Yamamoto A, Ishino H, Kohno M, Kawahito Y
Organizer
The 57th Annual General Assemble and Scientific Meeting of the Japan Collage of Rheumatology
Place of Presentation
京都
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[Presentation] Myeloid-derived suppressor cells have regulatory roles in mouse collagen-induced arthritis.
Author(s)
Fujii W, Ashihara E, Hirai H, Nagahara H, Fujioka K, Murakami K, Seno T, Yamamoto A, Ishino H, Kohno M, Maekawa T, Kawahito Y
Organizer
Annual European Congress of Rheumatology
Place of Presentation
Madrid, Spain
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[Presentation] C/EBPβ expressed by bone marrow mesenchymal stromal cells is indispensable for precursor B-cell lymphopoiesis.
Author(s)
Yoshioka S, Miura Y, Yao H, Iwasa M, Sato A, Tamura A, Yokota A, Hishita T, Ichinohe T, Hirai H, Maekawa T
Organizer
American Society of Hematology, 55th Annual Meeting
Place of Presentation
New Orleans, LA, USA
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[Presentation] Cytokine-STATs signalings upregulate endogenous C/EBPβ in BCR-ABL+ leukemic cells independently from BCR-ABL signaling.
Author(s)
Yokota A, Hirai H, Hayashi Y, Tamura A, Sato A, Yao H, Yoshioka S, Iwasa M, Ashihara E, Miura Y, Maekawa T
Organizer
American Society of Hematology, 55th Annual Meeting
Place of Presentation
New Orleans, LA, USA
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[Presentation] Cell-intrinsic and -extrinsic involvement of C/EBPβ in the regulation of hematopoietic stem cells.
Author(s)
Tamura A, Hirai H, Hayashi Y, Yokota A, Sato A, Yao H, Yoshioka S, Iwasa M, Ashihara E, Miura Y, Maekawa T
Organizer
American Society of Hematology, 55th Annual Meeting
Place of Presentation
New Orleans, LA, USA
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[Presentation] Hypoxia-Adapted Myeloma Cells Possess Stem Cell Character.
Author(s)
shihara E, Nakagawa Y, Yao H, Yokota A, Miura Y, Takata K, Kitamura Y, Hirai H , Maekawa T
Organizer
American Society of Hematology, 55th Annual Meeting
Place of Presentation
New Orleans, LA, USA
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[Presentation] Direct Interaction with Bone Marrow Mesenchymal Stromal/Stem Cells Is Required for Hematopoietic Expansion by Parathyroid Hormone.
Author(s)
Yao H, Miura Y, Yoshioka S, Iwasa M, Sato A, Tamura A, Yokota A, Ashihara E, Ichinohe T, Hirai H,Maekawa T
Organizer
American Society of Hematology, 55th Annual Meeting
Place of Presentation
New Orleans, LA, USA
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[Presentation] Proliferation and differentiation of hematopoietic cells by osteogenic-induced bone marrow MSCs.
Author(s)
Yao H, Miura Y, Yoshioka S, Iwasa M, Sato A, Hayashi Y, Tamura A, Yokota A, Ichinohe T, Tohyama K, Hirai H, Maekawa T
Organizer
The 75th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
Place of Presentation
札幌
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[Presentation] Involvement of C/EBPβ in the regulation of hematopoietic stem cells.
Author(s)
Tamura A, Hirai H, Hayashi Y, Yokota A, Yao H, Yoshioka S, Sato A, Iwasa M, Ashihara E, Miura Y, and Maekawa T
Organizer
The 75th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
Place of Presentation
札幌
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[Presentation] IL12Bは高安動脈炎の新規疾患感受性遺伝子でありHLA-B*52:01と相互作用を示す
Author(s)
寺尾 知可史、吉藤 元, 木村 彰方, 松村 貴由, 大村 浩一郎, 成瀬 妙子, 佐藤 愛子, 前島 康浩, 和田 庸子, 成田 一衛, 川口 鎮司, 山中 寿, 前川 平, 小川 誠司, 小室 一成, 永井 良三, 田原 康玄, 磯部 光章, 三森 経世, 松田 文彦
Organizer
第41回日本臨床免疫学会
Place of Presentation
下関
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