2015 Fiscal Year Annual Research Report
CML幹細胞の未分化性を維持する幹細胞特異的Smad3リン酸化機構の解明
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26290038
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
仲 一仁 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (70372688)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | がん幹細胞 / 慢性骨髄性白血病 / Smad3 / TGF-beta / チロシンキナーゼ阻害剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性骨髄性白血病(CML)幹細胞はCML細胞の供給源となる細胞であり，治療後に残存したCML幹細胞は再発の原因となる．本研究課題では，TGF-βシグナル伝達分子Smad3のリン酸化制御によるCML幹細胞の維持機構を解明することを目的とする．
これまでに，テトラサイクリン誘導型CMLマウスモデルを用いて，CML幹細胞に特異的なSmad3のリン酸化サイトを解析した．まず，Scl-tTA・tetO-BCR-ABLダブルトランスジェニックマウスを樹立した．このテトラサイクリン誘導型CMLマウスの大腿骨の骨髄単核球から，セルソーターを用いて，最も未分化な長期CML幹細胞 (CD150+CD48-Flt3- cKit+Sca-1+分化マーカー陰性細胞)を純化した．このCML幹細胞における Smad3の各リン酸化サイトのリン酸化状態をDuolink in situ PLA法を用いて解析した．その結果，長期CML幹細胞において特異的にリン酸化されるリン酸化サイトを見出した．次に，生体内での長期CML幹細胞の維持におけるSmad3のリン酸化制御の意義を明らかにするため，当該リン酸化サイトをアラニン残基に置換した非リン酸化Smad3を発現するレトロウイルスベクターを構築し，この非リン酸化型Smad3をCML幹細胞に導入した．この非リン酸化型Smad3をCML幹細胞をレシピエントマウスに移植して白血病発症能を解析した結果，生体内における長期CML幹細胞の維持能力が低下することが明らかとなった．そこで，CML幹細胞において，Smad3のリン酸化制御を担う上流のキナーゼを解析した結果，p38MAPKがSmad3のリン酸化に必須な役割を担うことを解明した．
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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
これまでに，CMLマウスモデルを構築して最も未分化な長期CML幹細胞におけるSmad3のリン酸化サイトを明らかにした．さらに，当該Smad3のリン酸化制御を担う上流のキナーゼを明らかにした．このキナーゼを阻害することが出来れば，CML幹細胞に対する新しい治療法となる可能性があり，おおむね順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後，p38MAPK阻害剤によるCML幹細胞のin vitroでのコロニー形成能の抑制効果を明らかにする． また，CMLを発症したマウスに対して，p38MAPK阻害剤のCML幹細胞の維持に及ぼす効果を解析し，当該メカニズムを標的とするCML幹細胞の新しい治療法の開発を試みる．さらに，CML発症マウスに対して，p38MAPK阻害剤とチロシンキナーゼ阻害剤の併用投与を行い，CMLの再発予防効果を明らかにする．
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[Journal Article] Novel oral transforming growth factor-β signaling inhibitor EW-7197 eradicates CML-initiating cells.2016
Author(s)
Naka K. (co-corresponding author), Ishihara K., Jomen Y., Jin C.H., Kim D.-H., Gu Y.-K., Jeong E.-S., Li S., Krause D.S., Kim D.-W, Bae E.J., Takihara Y., Hirao A., Oshima H., Oshima M., Ooshima A., Sheen Y.Y., Kim S.J. and Kim D.K.
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Journal Title
Cancer Sci.
Volume: 107
Pages: 140-148
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Dipeptide species regulate p38-MAPK-Smad3 signalling to maintain chromic myelogenous leukaemia stem cells.2015
Author(s)
Naka K. (co-corresponding author), Jomen Y., Ishihara K., Kim J., Ishimoto T., Bae E., Mohney R.P., Stirdivant S.M., Oshima H., Oshima M., Kim D.-W., Nakauchi H., Takihara Y., Kato Y., Ooshima A., and Kim S.J
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Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 6
Pages: 8039
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Homozygous Deletions at 3p22, 5p14, 6q15, and 9p21 Result in Aberrant Expression of Tumor Suppressor Genes in Gastric Cancer.2015
Author(s)
Lee B., Yoon K.Y., Lee S.H., Kang J.M., Kim J.I., Shim S.H., Kim H.-M., Song S.H., Naka K., Kim A.K., Yang H.-K., Kim S.J.
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Journal Title
Genes, Chromosomes and Cancer.
Volume: 54
Pages: 142-155
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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