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2014 年度 実績報告書

癌幹細胞の自己複製と未分化性維持の分子メカニズムの解明

計画研究

研究領域癌幹細胞を標的とする腫瘍根絶技術の新構築
研究課題/領域番号 22130006
研究機関独立行政法人国立がん研究センター

研究代表者

北林 一生  独立行政法人国立がん研究センター, その他部局等, その他 (20261175)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワードcancer stem cells / isocitrate dehydrogenase / acute myeloid leukemia
研究実績の概要

イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(IDH)1/2の変異は、急性骨髄性白血病(AML)やグリオーマ、軟骨肉腫や胆管癌等のさまざまながんにおいて高頻度に生じている。AMLにおいては、IDH変異はNucleophosmin(NPM)、DNMT3A、FLT3の変異と高い頻度で同時に起こる。変異型IDHだけではAMLを発症するには十分ではないため、変異型IDHと共に複数の変異を同時に持つことがAML発症に必要であると考えられた。我々は、NPM+/-の造血系前駆細胞に変異型IDH2と共にNPM, DNMT3A, FLT3の変異体を同時に発現させてAMLを発症するモデルマウスを作製した。このとき、INDF4変異遺伝子のうちどれか一つを欠いた3遺伝子の組み合わせではAMLの発症が著しく遅延したことから、INDF4変異遺伝子全ての発現が速やかにAMLを発症させるためには必要であることが明らかになった。
変異型IDH2がAMLの維持に必要であるかを調べるために、IDH2/R140Qをloxp配列で挟み込み、tamoxifenによりCreの発現を誘導してIDH2/R140Qをノックアウト出来る系を作製した。このfloxed-IDH2/R140QをNPMc, DNMT3A/R882H, FLT3-ITDと共にNPM+/-造血系前駆細胞に感染させてAMLを発症させ、そしてそのAML細胞を用いて2次移植を行った。2次移植したマウスにtamoxifenを投与すると2-HGレベルが減少し、そしてマウスの生存期間が著しく伸びた。tamoxifen投与をしたマウスのAML細胞では、まず既知の白血病幹細胞マーカー(L-GMP, MCSFR)を発現する細胞の割合が減少し、その後AML細胞の減少が起きていた。このことは、変異型IDHは白血病幹細胞の生存および維持には必要であるが、分化した細胞における必要性は低いことを示唆している。tamoxifen処理をしたAML細胞を3次移植すると白血病を発症出来なかったことから、白血病幹細胞性が失われていることが示された。すなわち、IDH2/R140Qは白血病幹細胞の維持に必要であることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] IDH2 and NPM1 Mutations Cooperate to Activate Hoxa9/Meis1 and Hypoxia Pathways in Acute Myeloid Leukemia2015

    • 著者名/発表者名
      Ogawara Y, Katsumoto T, Aikawa Y, Shima Y, Kagiyama Y, Soga T, Matsunaga H, Seki T, Araki K, Kitabayashi I.
    • 雑誌名

      Cancer Res.

      巻: 75 ページ: 2005-2016

    • DOI

      10.1158/0008-5472.CAN-14-2200

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Essential role of PU.1 in maintenance of mixed lineage leukemia-associated leukemic stem cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Aikawa Y, Yamagata K, Katsumoto T, Shima Y, Shino M, Stanley ER, Cleary ML, Akashi K, Tenen DG, Kitabayashi I.
    • 雑誌名

      Cancer Sci.

      巻: 106 ページ: 227-236

    • DOI

      10.1111/cas.12593.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Epigenetic regulation of stem cells in acute myeloid leukemia2014

    • 著者名/発表者名
      北林一生
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] がん幹細胞成立と維持における変異型IDHの役割と治療2014

    • 著者名/発表者名
      北林一生
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Clonal evolution of stem cells and therapeutic strategy in acute myeloid leukemia2014

    • 著者名/発表者名
      北林一生
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 招待講演
  • [産業財産権] 変異型イソクエン酸デヒドロゲナーゼ1阻害剤としてのイソキサゾール誘導体2014

    • 発明者名
      北林一生、小川原陽子、他7名
    • 権利者名
      北林一生、小川原陽子、他7名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-203475
    • 出願年月日
      2014-10-01

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公開日: 2016-06-01  

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