Development of a novel therapy against myeloma stem cells in a bone marrow hypoxic niche

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26461436
• Research Institution: Kyoto Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 芦原 英司 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (70275197)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横田 明日美 京都大学, 医学研究科, 研究員 (00571556)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 多発性骨髄腫 / がん幹細胞 / 骨髄微小環境 / 低酸素環境 / TGF-β / C7orf24

Outline of Annual Research Achievements

低酸素環境（1% O2）で長期間安定して生存可能な多発性骨髄腫細胞株（HA-MM）は幹細胞マーカー（Oct3/4、Sox2、Nanog、等）のmRNAを、Normoxia環境下で生存する親株に比して有意に高発現しており、免疫不全マウスを用いた移植実験において、HA-MM細胞はより少数の細胞での定着を認め、さらに二次移植実験においても親株に比べ生着率が高く、MM幹細胞の性状を有している。本幹細胞様HA-MM細胞では、下流のSmad2のリン酸化亢進を認め、MMにおいてはTGF-β/Smadシグナル系がMM幹細胞維持に関与することが示唆された。SB化合物処理により、G0期分画が有意に減少した。またメチルセルソース培地をもちいたclonogenic assay（replating法）では、SB化合物処置にてコロニー数、サイズの減少を認め、HA-MM細胞の幹細胞性維持にTGF-β/Smadシグナル系が重要であることが裏付けられた（投稿のため執筆中）。
骨髄微小環境とMM細胞との相互作用を検証するため、MM細胞とHS5骨髄間質細胞との共培養を行った。MM細胞とHS5細胞を非接着状況における共培養上清を用いてHS5細胞を培養したところ、HS5細胞単独の培養上清の添加に比してHS5細胞でのIL-6 mRNA発現の上昇を認めた。このことはMM細胞がHS-5細胞に対して、何かしらの情報伝達物質を放出し、自己の生存維持分子であるIL-6産生を亢進させるように「教育」していると考えられた。
新たな幹細胞マーカーの一つとしてC7orf24に注目し、まずMM細胞に対する増殖抑制効果を検証した。C7orf24がコードするγ-グルタミルシクロトランスフェアーゼに対する機能阻害ペプチドを投与したところ、増殖抑制効果を認めた。現在、HA-MM細胞に対する抗腫瘍効果とその機序の解明を行っている。

Research Products

• [Journal Article] CG13250, a novel bromodomain inhibitor, suppresses proliferation of multiple myeloma cells in an orthotopic mouse model. (2017)
  • Author(s): Natsuki Imaysohi, Makoto Yoshioka, Jay Chauhan, Susumu Nakata, Yuki Toda, Steven Fletcher, Jeffrey Strovel, Kazuyuki Takata, and Eishi Ashihara.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 484 Pages: 262-268
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.01.088.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Depletion of γ-glutamylcyclotransferase inhibits breast cancer cell growth via cellular senescence induction mediated by CDK inhibitor upregulation. (2016)
  • Author(s): Kengo Matsumura, Susumu Nakata, keiko Taniguchi, Hiromi Ii, Eishi Ashihara, Susumu Kageyama, Akihiro Kawauchi, and Tatsuhiro Yoshiki.
  • Journal Title: BMC Cancer Volume: 48 Pages: 748
  • DOI: 10.1186/s12885-016-2779-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Myeloid-derived Suppressor Cells Recruit CD4+/Foxp3+ Regulatory T Cells in a Murine Cardiac Allograft. (2016)
  • Author(s): Tsukasa Nakamura, Toshimasa Nakao, Eishi Ashihara, and Norio Yoshimura.
  • Journal Title: Transplant Proc. Volume: 48 Pages: 1275-1278
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2015.10.060.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Daphnetin inhibits invasion and migration of LM8 murine osteosarcoma cells by decreasing RhoA and Cdc42 expression. (2016)
  • Author(s): Hiroki Fukuda, Seikou Nakamura, Yugo Chisaki, Tetsuya Takada, Yuki Toda, Hiroaki Murata, Kazuyuki Itoh, Yoshitaka Yano, Kazuyuki Takata, and Eishi Ashihara.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 471 Pages: 63-67
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.01.179.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Depletion of γ-glutamylcyclotransferase inhibits cancer cell growth through cellular senescence induction. (2016)
  • Author(s): Kengo Matsumura, Susumu Nakata, Keiko Taniguchi, Hiromi Ii, Eishi Ashihara, Susumu Kageyama, Akihiro Kawauchi, and Tatsuhiro Yoshiki.
  • Organizer: 2016 American Society of Cell Biology ANnual Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2016-12-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A novel BRD4 inhibitor CA2 suppresses MM cell proliferation in an orthotopic myeloma mouse model. (2016)
  • Author(s): Natsuki Imaysohi, Makoto Yoshioka, Susumu Nakata, Jay Chauhan, Yoko Kado, Yuki Toda, Steven Fletcher, Jeffrey Strovel, Kazuyuki Takata, and Eishi Ashihara.
  • Organizer: American Society of Hematology (ASH) 58th Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2016-12-03 – 2016-12-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 造血器悪性腫瘍に対するWnt/β-cateninシグナルを標的とした創薬研究 (2016)
  • Author(s): 芦原英司
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
  • Invited
• [Presentation] PRE-METASTATIC TISSUE ACIDIFICATION ) IDENTIFIED BY PH-LOW INSERTION PROBE. (2016)
  • Author(s): Shusuke Fujioka, Yuki Toda, Anna Mosnikova, Oleg A. Andreev, Kazuyuki Takata, Yana K. Reshetnyak, and Eishi Ashihara
  • Organizer: 第53回ペプチド討論会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-10-26 – 2016-10-28
• [Presentation] Monitoring of lenalidomide levels for prediction of its toxicity and efficacy in myeloma patients． (2016)
  • Author(s): Yoko Kado, Fumiaki Kitazawa, Masayuki Tsujimoto, Shin-ichi Fuchida, Akira Okano, Mayumi Hatsuse, Satoshi Murakami, Kumi Ueda, Takatoshi Kokufu, Ryosuke Irie, Tohko Sakashita, Mizuki Yamamoto, Tetsuya Minegaki, Kohshi Nishiguchi, Eishi Ashihara and Chihiro Shimazaki.
  • Organizer: 第78回日本血液学会学術集会.
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-10-13 – 2016-10-15
• [Presentation] Depletion of γ-glutamylcyclotransferase induces cellular senescence by CDK inhibitors Induction. (2016)
  • Author(s): kengo Matsumura, Susumu Nakata, Hiromi Ii, Eishi Ashihara, Susumu Kageyama, Akihiro Kawauchi, and Tatsuhiro Yoshiki.
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会.
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] Chemotherapeutic agent pretreatment enhances the human T cell cytotoxicity against urinary bladder cancer cells. (2016)
  • Author(s): Teruki Shimizu, Makou Tomogane, Osamu Ukimura, Eishi Ashihara.
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会.
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] γδＴcells exert cytotoxicity against cancer cells regardless of PD-L1 expression in cancer cells. (2016)
  • Author(s): Makou Tomogane, Teruki Shimizu, Yuki Toda, Kazuyuki Takata, and Eishi Ashihara.
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会.
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] Depletion of γ-glutamylcyclotransferase inhibits cancer cell growth via celluar senescence caused by CDK inhibitor induction. (2016)
  • Author(s): Kengo Matsumura, Susumu Nakata, Hiromi Ii, Eishi Ashihara, Susumu Kageyama, Akihiro Kawauchi, and Tatsuhiro Yoshiki.
  • Organizer: 24th Biennial Congress of the European Association for Cancer Research
  • Place of Presentation: Manchester, UK
  • Year and Date: 2016-07-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 多発性骨髄腫患者におけるレナリドミドの毒性および治療効果を予測するための至適血中濃度. (2016)
  • Author(s): 角 陽子、北澤文章、辻本雅之、淵田真一、岡野 晃、初瀬真弓、村頭 智、上田久美、国府孝敏、木村朱李、佐伯 崇、結城絵理子、峯垣哲也、西口工司、芦原英司、島崎千尋.
  • Organizer: 第41回日本骨髄腫学会学術集会.
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2016-05-28 – 2016-05-29
• [Book] Wntシグナル経路を標的とした骨髄腫治療薬開発．日本臨床 増刊号 多発性骨髄腫学―最新の診療と基礎研究― (2016)
  • Author(s): 芦原英司
  • Total Pages: 7
  • Publisher: 日本臨床社
• [Remarks] 京都薬科大学・生命薬科学系 病態生理学分野
  • URL: http://labo.kyoto-phu.ac.jp/seiri/seiri-j.html