2015 Fiscal Year Research-status Report
新規治療戦略の確立をめざした慢性骨髄系腫瘍幹細胞の同定
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26461424
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
竹中 克斗 九州大学, 大学病院, 講師 (30301295)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | がん幹細胞 / 異種移植モデル / 免疫不全マウス / SIRPA / 骨髄増殖性腫瘍 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトがん幹細胞を標的とする新世代のがん治療法は、急性骨髄性白血病(AML)において、その実用化が目前である、一方で、高齢者造血器腫瘍の多くを占める慢性骨髄性腫瘍（骨髄増殖性腫瘍(MPN)および骨髄異形成症候群(MDS))では、疾患原因遺伝子や、疾患進行のメカニズムが解明されておらず、この分野の分子標的療法の開発が遅れている原因となっている。今後、わが国の人口高齢化に伴って、MPN/MDS症例の増加が予想されるが、MPN/MDSでは、腫瘍性幹細胞もいまだ同定されていない。これは、幹細胞アッセイに用いられる免疫不全マウスを用いた異種移植アッセイでは、MPN/MDS細胞の生着が非常に低く、MPN/MDS幹細胞の同定が困難であることに起因している。このため、本課題では、現存の免疫不全マウスを改良し、繁殖能力の高いB6ラインに、Rag2欠損、IL2Rｇ欠損によって、マウスT細胞分化を遮断し、ヒトSIRPAノックインによる完全マクロファージ寛容の導入と、マウス骨髄環境を改変したマウスを交配し、MPN/MDS幹細胞の生着効率を高めた新規ラインを樹立し、MPN/MDS幹細胞の分離・同定と、疾患モデルマウスの確立を目指している。
我々は、すでに、B6バックグラウンドで、Rag2欠損、IL2Rｇ欠損に、ヒトSIRPAノックインを導入した、B6.Rag2(null)IL2Rg(null)Sirpa(human/human)マウスを樹立した。当該年度では、マウスコロニーの拡大と、正常造血幹細胞の生着効率の検証を行い、極めて高いヒト造血細胞の生着が得られている。次年度では、引き続き、新規マウスラインの検証とともに、MPN/MDS細胞の移植を行い、マウス内での疾患再構築と、引き続き、幹細胞分画の同定を進めていく予定である。
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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
急性骨髄性白血病においては、既存の免疫不全マウスを用いた異種移植系によって、がん幹細胞のアッセイが盛んに行われ、白血病幹細胞の同定とともに、幹細胞を直接標的とした治療開発が進んでいる。しかいｓ、同じ骨髄系腫瘍であるMPN/MDSにおていは、既存の免疫不全マウスの実験系では、生着率が極端に低く、マウス内での疾患再構築が得られない。このため、MPN/MDSにおいては、がん幹細胞の純化・同定が進んでいない。その原因として、免疫不全マウスの骨髄微小環境が、MPN/MDS幹細胞を維持できない可能性が考えられる。本課題では、現存する免疫不全マウスによるアッセイ系に様々な改良を加えて、MPN/MDS疾患モデルの樹立を目指す。
我々は、マウスへのヒト細胞の生着にマクロファージ寛容が重要な役割を持つことを見出しており、本課題では、ヒト型SIRPAをノックインし、完全なマクロファージ寛容を導入した免疫不全マウスの樹立を試み、すでに、このラインは完成し、その機能について、現在検証中である。また、IL-3ha,骨髄球系細胞の増殖因子として重要であるが、マウスIL-3とヒトIL-3は交差活性がない。そこで、ヒトIL-3ノックインマウスを作成し、上記ラインと交配し、MPN/MDS細胞の増殖に至適環境を付与できるマウスラインを樹立する。当該年度では、上述のように、ヒト型SIRPAノックイン免疫不全マウスの樹立を終え、正常造血幹細胞による生着効率の検証を行った。新規ラインのため、マウスの交配に時間を要しているが、次年度では、マウスコロニーの拡大とともに、MPN/MDS細胞の移植および、マウス内での疾患の再構築、引き続き、MPN/MDS幹細胞の純化、同定に進むことが可能で、研究計画はおおむね順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、基礎となるマウスラインの樹立が完了し、現在、マウスコロニーの拡大を行い、実験に必要なマウス数の確保を目指している。同時に、B6マウスとのバッククロス、および凍結胚による保存を並行して進めている。マウスコロニーの拡大など、新規ラインの使用には時間がかかるため、次年度も引き続いてラインの確立を継続する。このように、我々の樹立した骨髄系腫瘍幹細胞のアッセイに最適化した次世代マウスラインを用いて、MPN/MDS骨髄より腫瘍性幹細胞分画の同定を試みる。MDS/MPNは、HSCレベルの未熟細胞のゲノム異常によって生じると考えられ、正常HSC分画であるCD34+CD38-分画に、MPN/MDS幹細胞が存在することが予想される。今後は、MPN/MDS骨髄中のCD34+CD38-細胞を、上述の新規マウスラインに異種移植を行い、腫瘍再構築能を検証していく。腫瘍再構築が得られれば、種々の表面抗原を組み合わせ、CD34+CD38-分画より腫瘍再構築能の高い細胞分画を純化していく。MPN/MDSでは、病期進行の過程で、いくつもの分子異常が蓄積され、複数の細胞分画に腫瘍性幹細胞が存在する可能性も考えられる。我々の樹立した新規免疫不全マウスラインでは、マウスの寿命が長く、ヒト細胞移植後の長期観察も可能であり、限界希釈法のよる各分画の腫瘍性幹細胞の頻度の検証や、レンチウイルスベクターによるマーキングによって、腫瘍性幹細胞のクローンの解析を行い、病期進行のin vivo動態についても検討を試みる予定である。
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[Journal Article] A TIM-3/Gal-9 Autocrine Stimulatory Loop Drives Self-Renewal of Human Myeloid Leukemia Stem Cells and Leukemic Progression.2015
Author(s)
Kikushige Y, Miyamoto T, Yuda J, Jabbarzadeh-Tabrizi S, Shima T, Takayanagi S, Niiro H, Yurino A, Miyawaki K, Takenaka K, Iwasaki H, Akashi K.
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Journal Title
Cell Stem Cell
Volume: 17
Pages: 341-352
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A multinational, open-label, phase 2 study of ruxolitinib in Asian patients with myelofibrosis: Japanese subset analysis.2015
Author(s)
Oritani K, Okamoto S, Tauchi T, Saito S, Ohishi K, Handa H, Takenaka K, Gopalakrishna P, Amagasaki T, Ito K, Akashi K.
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Journal Title
Int J Hematol
Volume: 101
Pages: 295-304
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] CD41 marks the initial myelo-erythroid lineage specification in adult mouse hematopoiesis: redefinition of murine common myeloid progenitor.2015
Author(s)
Miyawaki K, Arinobu Y, Iwasaki H, Kohno K, Tsuzuki H, Iino T, Shima T, Kikushige Y, Takenaka K, Miyamoto T, Akashi K.
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Journal Title
Stem Cells
Volume: 33
Pages: 976-987
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Efficacy and safety of ruxolitinib in Asian patients with myelofibrosis.2015
Author(s)
Jung CW, Shih LY, Xiao Z, Jie J, Hou HA, Du X, Wang MC, Park S, Eom KS, Oritani K, Okamoto S, Tauchi T, Kim JS, Zhou D, Saito S, Li J, Handa H, Jianyong L, Ohishi K, Hou M, Depei W, Takenaka K, Liu T, Hu Y, Amagasaki T, Ito K, Gopalakrishna P, Akashi K.
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Journal Title
Leuk Lymphoma
Volume: 56
Pages: 2067-2074
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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