STAT-C/EBPβ経路を介した慢性骨髄性白血病幹細胞枯渇療法の開発

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25430149
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 横田 明日美 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (00571556)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平位 秀世 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50315933)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 白血病幹細胞 / 慢性骨髄性白血病

Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は、転写因子C/EBPβの発現を慢性骨髄性白血病（CML）細胞で上昇し得るサイトカインについて、予備検討の結果からInterferon alpha（IFNα）の1つに絞り込み、in vitroとin vivoの両方において検討を行った。
In vitroの実験においては、IFNαがC/EBPβを介して白血病幹細胞（LSC）の枯渇を誘導することをcolony assayの実験系を用いて明らかにした。また、造血幹細胞様の性質を有し、多系統への分化能を保持する細胞株であるEML細胞を用いて、BCR-ABLおよびIFNαを含む様々なサイトカインによって活性化されるSTAT5がEML細胞のミエロイドへの分化を強力に誘導すること、その分化にはSTAT5によって発現誘導されるC/EBPβが関与していることをsiRNAによるC/EBPβのノックダウンによって示した。今後、STAT5によるC/EBPβの発現上昇の詳細なメカニズムを調べるため、ChIP-seqを予定している。
In vivoでの実験においては、CMLモデルマウスを用いてLSCに対するIFNαの効果について検討を行った。BCR-ABL導入骨髄細胞を移植した1次レシピエントへのIFNα誘導性PolyI:C投与後、これらマウスから骨髄細胞を回収し2次レシピエントへ移植した。1次レシピエント骨髄細胞における未分化造血幹細胞・前駆細胞分画中のBCR-ABL発現細胞の占める割合、また2次レシピエントにおける白血病発症個体の頻度を指標として、PolyI:C投与の効果を評価した。これまでの予備的実験の結果から、PolyI:Cは用量依存性にLSCを枯渇させること、またこの作用はC/EBPβを介したものであることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

計画の時点で候補に挙がっていたC/EBPβの発現を誘導し得る複数のサイトカインのうち、IFNαの1つに絞ることができたため、必要な実験を絞り込むことができ、当初の計画よりも早く進めることができた。その分、より詳細な検討を行うことができた実験もあった。さらに、in vivoのPolyI:Cの投与量、投与期間、移植細胞数の条件検討についても、並行して進めることで最適と思われる条件を予定よりも早期に設定することが可能であったため、CMLモデルにおける実験も順調に進めることができた。ほぼ研究計画通りに進行している。

Strategy for Future Research Activity

これまでの結果から、LSCに対するC/EBPβを介したIFNαの単独の作用を示すことができたが、実際のCML治療においてはチロシンキナーゼ阻害剤との併用が最も可能性のある使用法となると考えられる。よって、我々のCMLモデルにおいて、チロシンキナーゼ阻害剤の単剤使用とIFNαとの併用使用での治療効果の比較検討についても行いたいと考えている。
また、C/EBPβは細胞分化、細胞周期、サイトカイン産生、ケモカイン・サイトカイン受容体の発現を制御することが知られている転写因子であり、これらC/EBPβの標的遺伝子の機能・発現とLSCの動態、白血病の進展、薬剤反応性について、本研究成果を踏まえて詳細な検討を行いたいと考えている。

Causes of Carryover

アメリカ血液学会への参加・研究成果発表に関して計上していた参加費・渡航費・滞在費について、
文部科学省より若手研究者を対象とした国際交流派遣の助成をいただき、この助成金より全て支出可能であったため、旅費として申請していた分が次年度使用となった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成27年度に予定しているChIP-seqに関して、免疫沈降に用いる抗体やビーズへの支出が多くなることが見込まれ、その購入に充てる予定である。また、CMLモデルマウスの作成にあたっても多数の実験動物の購入が必要となるため、これらの購入費用を補うための使用も考慮に入れている。

Research Products

• [Presentation] CMLに対するIFNαの作用における転写因子C/EBPβの関与 (2015)
  • Author(s): 横田明日美、平位秀世、林嘉宏、田村彰広、佐藤淳至、岩佐麿佐紀、藤城綾、庄司月美、三浦康生、前川 平
  • Organizer: 平成26年度文部科学省新学術領域研究 がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動 公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-01-28
• [Presentation] Essential Roles of C/EBPβ in Survival of Ly6C– monocytes (2014)
  • Author(s): Tamura A, Hirai H, Yokota A, Sato A, Yao H, Iwasa M, Fujishiro A, Miura Y, Maekawa T
  • Organizer: American Society of Hematology, 56th Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2014-12-08
• [Presentation] C-Terminal Domain of ABL Family Kinases, ABL and ARG, Defines Their Distinct Leukemogenic Activities in Vivo (2014)
  • Author(s): Yokota A, Hirai H, Shoji T, Maekawa T, Okuda K
  • Organizer: American Society of Hematology, 56th Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2014-12-07
• [Presentation] Effects of Irradiation on the Functional Characteristics of Human Bone Marrow Mesenchymal Stromal/Stem Cells (2014)
  • Author(s): Iwasa M, Miura Y, Fujishiro A, Tamura A, Sato A, Yokota A, Nakagawa Y, Yoshioka S, Hirai H, Andoh A, Ichinohe T Maekawa T
  • Organizer: American Society of Hematology, 56th Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2014-12-06
• [Presentation] C-terminal domain of ABL and ARG kinases defines their distinct leukemogenic activities in mice (2014)
  • Author(s): Yokota A, Hirai H, Maekawa M, Okuda K
  • Organizer: 第76回日本血液学会学術総会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-11-02
• [Presentation] Effect of irradiation on the characteristics of human bone marrow mesenchymal stromal/stem cells (2014)
  • Author(s): Iwasa M, Miura Y, Yao H, Yoshioka S, Fujishiro A, Tamura A, Sato A, Yokota A, Hirai H, Ando A, Ichinohe T, Maekawa T
  • Organizer: 第76回日本血液学会学術総会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-11-01
• [Presentation] Isolation of mesenchymal stromal/stem cells from UCB ineligible for public UCB donation (2014)
  • Author(s): Yoshioka S, Miura Y, Yao H, Iwasa M, Fujishiro A, Higashi Y, Yokota A, Tamura A, Sato A, Hirai H, Ichinohe T, Takaori-Kondo A, Maekawa T
  • Organizer: 第76回日本血液学会学術総会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-11-01
• [Presentation] Involvement of C/EBPβ in IFNα-induced differentiation of BCR-ABL-expressing leukemic cells (2014)
  • Author(s): Yokota A, Hirai H, Hayashi Y, Tamura A, Sato A, Yao H,Yoshioka S, Iwasa M, Miura Y, Maekawa T
  • Organizer: 第76回日本血液学会学術総会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-10-31
• [Presentation] C/EBPβ promotes initial expansion and exhaustion of hematopoietic stem cells in response to stresses (2014)
  • Author(s): Sato A, Hirai H, Tamura A, Yokota A, Hayashi Y, Yao H, Yoshiioka S, Iwasa M, Miura Y, Maekawa T
  • Organizer: 第76回日本血液学会学術総会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-10-31
• [Presentation] Critical roles of C/EBPβ for survival of Ly6C-Monocytes (2014)
  • Author(s): Tamura A, Hirai H, Yokota A, Sato A, Yao H, Yoshioka S, Iwasa M, Miura Y, Ashihara E, Maekawa T
  • Organizer: 第76回日本血液学会学術総会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-10-31
• [Presentation] BCR-ABL発現白血病細胞に対するC/EBPβを介したIFNαの作用 (2014)
  • Author(s): 横田明日美、平位秀世、林 嘉宏、田村彰広、佐藤淳至、八尾尚幸、岩佐麿佐紀、藤城 綾、三浦康生、前川 平
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-26
• [Remarks] 京都大学医学部附属病院輸血細胞治療部
  • URL: http://dtm.kuhp.kyoto-u.ac.jp