2013 Fiscal Year Research-status Report
C/EBPβの制御による慢性骨髄性白血病幹細胞の維持機構の解明と治療への応用
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25461415
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平位 秀世 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50315933)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 転写因子 / C/EBPbeta / 低酸素 / 慢性骨髄性白血病 / 白血病幹細胞 |
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| Research Abstract |
慢性骨髄性白血病(Chronic Myeloid Leukemia: CML)の幹細胞の制御機構はCMLの根治、すなわちCML幹細胞の根絶のために解明しなければならない喫緊の課題である。我々は転写因子C/EBPbetaがBCR-ABLのシグナルの下流に位置し、骨髄球系細胞への分化を促進するとともに、CML幹細胞を枯渇させる作用を持つことを明らかにした。しかし、CML幹細胞は生体内で長期にわたり維持されることから、C/EBPbetaの発現や機能を負に制御するような骨髄中の微小環境因子の存在が示唆される。本研究の目的は低酸素環境に着目し、C/EBPbetaの発現および機能を抑制するメカニズムを解明するとともに、その抑制を解除することでC/EBPbetaによるCML幹細胞の枯渇を促進するというCMLの根治に向けたストラテジーを樹立することである。我々は、この目的のためにCML細胞株を低酸素環境下に馴化させた細胞株(hypoxia-adopted: HA株)を樹立した。HA株は通常の酸素分圧で培養する親株と比してC/EBPbetaの蛋白質レベルでの発現が低下していることを見出した。mRNAの低下も伴っていることから、この発現低下は転写レベルで起こっていることが示唆された。我々はC/EBPbetaのプロモーター領域の単離を終えており、この範囲内に低酸素環境下の転写抑制に必要な領域が含まれているかどうかの検討を予定している。また、このC/EBPbetaの低下が、少なくとも試験管内ではインターフェロンや顆粒球コロニー刺激因子、トロンボポイエチンなどそれぞれ単独のサイトカイン刺激によってはは変化しなかったことから、低酸素状態では、急性の刺激によっても解除されないC/EBPbeta抑制機序の存在することが示唆された。
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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
低酸素によりC/EBPbetaの発現が負に制御されるという仮説は、用いた二種類の細胞株で示すことができた。また、この変化が酸素分圧の変化により可逆的に変化することも明らかにすることができた。したがって、酸素環境によりC/EBPbetaが負に制御されているという本プロジェクトの仮説は少なくとも部分的には支持することができたと考えられる。その詳細な分子メカニズムを明らかにするために、C/EBPbetaのプロモーター領域の単離は終えているが、低酸素に応答する部分は現時点では当該部位内では検出できていない。また、マウス骨髄細胞へのレトロウイルスによる遺伝子導入と骨髄移植を組み合わせたin vivoの実験は、飼育施設の微生物による汚染問題が生じたために遅延している。
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| Strategy for Future Research Activity |
低酸素によるC/EBPbetaの負の制御の分子機構をプロモーター解析および遺伝子発現の変化などから検討する。低酸素環境のマスター調整遺伝子として知られる転写因子HIF-1alphaの関与について明らかにするために、レトロウイルスによるshRNAの導入で発現をノックダウンする実験を予定している。またC/EBPbetaの抑制を解除できるようなサイトカインや低分子化合物などについてのスクリーニングを進める。場合によっては複数の因子間の相加・相乗効果についても検討する。予備的な検討から、C/EBPbetaの抑制にはエピジェネティックなメカニズムの関与も示唆されている。この詳細なメカニズムについては、DNAメチル化阻害剤の添加などの実験によって明らかにしていく。またC/EBPbeta抑制の分子メカニズムの解明と並行して、低酸素環境が白血病幹細胞の自己複製能にどのように関わっているか、また低酸素環境下でのC/EBPbetaの誘導によって白血病幹細胞の自己複製能がどのように変化するかをマウス骨髄細胞レトロウイルス感染と骨髄移植を組み合わせた実験系で明らかにすることにより、C/EBPbetaの抑制解除というストラテジーの治療的意義について明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験動物施設のSPF領域の微生物による複数回の汚染により、マウスの繁殖やマウスを用いた実験の実施が困難であった。そのために骨髄移植を用いるような実験については延期せざるを得なかった。マウスの骨髄移植には、サイトカイン、遺伝子導入試薬、マウス購入・繁殖・維持などに多額の費用が必要であり、今回それらの費用を次年度に持ち越して使用することとなった。
実験施設の汚染問題は解決しており、十分に実施できなかった動物実験が再開可能となっている。C/EBPβ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など消耗品の購入に充てる。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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Research Products
(30 results)
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[Journal Article] Genetic correction of 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] 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
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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 ogy
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 Immunology
Volume: 191(3)
Pages: 1073-1081
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, December 7, 2013
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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)
Ashihara 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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