造血因子とヒ素化合物による新しい白血病の分化誘導療法の確立

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13671083
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 木崎 昌弘 慶應義塾大学, 医学部, 専任講師 (20161432)
• 研究分担者: 金城 謙太郎 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (90317115) ; 宮川 義隆 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (50250238)
• キーワード: 造血因子 / ヒ素 / 白血病 / 細胞分化 / アポトーシス / GM-CSF / マウスモデル

研究概要

昨年度の本研究にてヒ素化合物は単独では急性前骨髄球性白血病(APL)細胞株NB4およびUF-1のアポトーシス誘導を介して細胞増殖を抑制することを明らかにした。さらに、GM-CSFを併用することによりAPL細胞はin vitroにおいてアポトーシス誘導がキャンセルされ成熟顆粒球に分化誘導されることを見出した。本研究の最終目的はGM-CSFとヒ素化合物の併用による白血病細胞の分化誘導療法の臨床応用にあるために、本年度はin vivoにおける併用効果について検討した。3Gyの全身照射したNOD/SCIDマウスにレチノイン酸耐性APL細胞株UF-1 10^7個を移植したマウスモデルにヒ素化合物(As_2O_3)10μg/Kgを皮下注したところ、PBSを投与したコントロール群に比し腫瘍重量は減少した。投与7日目に解剖したところ腫瘍中の白血病細胞はアポトーシスに陥っていた。これに対し、ヒトGM-CSF産生トランスジェニックSCIDマウスを用いたマウスモデルは血清中のGM-CSFの濃度が10-100ng/ml認められ、in vitroにおけるGM-CSFとヒ素化合物の併用モデルに相当すると考えられた。3Gyの全身照射したヒトGM-CSF産生トランスジェニックSCIDマウスにUF-1細胞10^7個を移植したモデルにコントロールとしてPBSおよびレチノイン酸(ATRA)を投与した群とAs_2O_310Mg/kgを皮下注した群に分け検討した。UF-1細胞移植後30-40日で約1mm^3の腫瘍を形成した。その後7日間薬剤で処理したところ、コントロール群(PBS, ATRA)では4-5倍に腫瘍は増大し、解剖の結果腫瘍はUF-1細胞で充満していた。これに対してAs_2O_3投与群では腫瘍重量は1/2となり、組織学的には成熟顆粒球に分化しており、マウス細胞とはクロスしない抗ヒトMPO抗体、抗ヒトLCA抗体に陽性に染色され、UF-1細胞がin vivoにおいても成熟顆粒球に分化したことが明らかになった。したがって、in vivoにおいてもGM-CSFとヒ素化合物の併用により白血病細胞の分化誘導は可能であり、今後の臨床応用の可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Sawafuji K, Miyakawa Y, Kizaki M: "Cyclosporin A induces erythroid differentiation of K562 cells through p38 MAPK and ERK pathway"Am. J. Hematol.. 72(1). 67-69 (2003)
• [文献書誌] Kizaki M, Nakazato T, Ito K, et al.: "A novel therapeutic application for hematological malignancies based on cellular differentiation and apoptosis"Int. J. Hematol.. 76suppl. 250-252 (2002)
• [文献書誌] Hirano T, Kizaki M, Kato K, et al.: "Enhancement of sensitivity by bestatin of acute promyelocytic leukemia NB4 cells to all-trans retinoic acid"Leuk. Res.. 26(12). 1097-1103 (2002)
• [文献書誌] Kawamura C, Kizaki M, et al.: "A metal chelator, diphenylthiocarbazone, induces apoptosis in acute promyelocytic leukemia cells mediated by a caspase-dependent pathway without a modulation of retinoic acid signaling pathway"Leuk. Res.. 26(7). 661-668 (2002)
• [文献書誌] Kawamura C, Kizaki M: "Bone morphogenetic protein (BMP)-2 induces apoptosis of human myeloma cells"Leuk. Lymphoma. 43(3). 635-639 (2002)
• [文献書誌] Awaya N, Uchida H, Kizaki M, et al.: "Novel variant isoform of G-CSF receptor involved in induction of proliferation of FDCP-2 cells : Relevance to the pathogenesis of myelodysplastic syndrome"J. Cell. Physiol.. 191(3). 327-335 (2002)