TAK-1を標的とした骨破壊抑制と骨形成誘導活性を併せ持った新規抗腫瘍療法の開発

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K11504
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 寺町 順平 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学系), 助教 (20515986)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: TAK1 / 癌と骨病変 / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 骨髄腫

研究実績の概要

口腔癌の骨転移や多発性骨髄腫は骨破壊を来す難治性悪性腫瘍であるが、腫瘍抑制と骨病変に骨再生をもたらす治療法の開発が喫緊の臨床課題である。申請者は、とりわけ広範な骨破壊を来たす骨髄腫の腫瘍進展と骨破壊・喪失をもたらす細胞内シグナルに関わる枢軸的な因子としてセリンスレオニンキナーゼTAK1を見出した。そこで本研究では、TAK1の腫瘍の進展と骨破壊・喪失における役割を分子生物学的に明らかにするとともに、TAK1を標的とすることにより新規の機序で腫瘍抑制を図りつつ、骨吸収を抑制するとともに骨喪失部に骨再生を誘導するというこれまでに開発されることのなかった画期的な作用を発揮する治療法を開発し、動物モデルで実証することを目的として、研究を遂行している。平成28年度は以下の事象が明らかとなった。
1.　腫瘍細胞においてTAK1の発現とリン酸化が亢進していた。また、TAK1阻害薬LLZ1640-2 (LLZ) やTAK1ノックダウンにより、腫瘍細胞の増殖を抑制し、アポトーシスを誘導した。　2.　TAK1阻害により腫瘍からのVEGF産生や生存に重要なBCMAやTACIの発現を抑制した。　3.　LLZは、in vitroにおいて腫瘍細胞培養上清の添加下で抑制された骨芽細胞分化を回復した。　4.　TAK1阻害はRANKLによる破骨細胞形成を抑制した。これは、TAK1がRANK/RANKLシグナルを媒介する重要な因子であることが考えられた。　5.　LLZはマウス骨髄腫モデルにおいて腫瘍の縮小と骨破壊病変形成を抑制した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究の検討事項は
1.骨髄腫による骨吸収の亢進と骨形成の抑制におけるTAK1の分子生物学的役割の解明とTAK1の阻害の破骨細胞と骨芽細胞分化に及ぼす影響　　2.骨髄腫の腫瘍進展・薬剤耐性におけるTAK1の分子生物学的役割の解明とTAK1の阻害の抗腫瘍効果の検討　　3.TAK1阻害で誘導した成熟骨芽細胞の腫瘍抑制活性の検討とその分子機序の解明　　4.TAK1阻害薬の骨髄腫動物モデルでの抗腫瘍作用と骨病変の進展防止・骨再生作用の検討
であるが、各検討事項の基軸となる結果はほぼ得ることができた。

今後の研究の推進方策

基軸となる結果は得られていることから、今後は各研究項目の詳細な解析を行う。具体的には、1）骨髄腫細胞株にTAK1阻害薬およびTAK1特異的siRNAを導入し、骨髄腫細胞の抗アポトーシス因子であるPim-2, c-Myc,やMcl-1の発現および4E-BP1の活性化を調べる。さらに、TAK1阻害薬の骨髄腫腫瘍幹細胞に及ぼす効果をコロニーアッセイで評価し、さらに “side population (SP)”分画の割合をフローサイトメトリーにて検討する。2）TAK1阻害薬の腫瘍により抑制された骨芽細胞分化回復の分子メカニズムを検討するために、骨芽細胞分化に関わる主要なシグナル経路であるWnt/βcatenin経路やBMP経路を解析する。3）in vivoにおいて、腫瘍の縮小と骨破壊病変形成を抑制する結果が得られた。さらに詳細な解析をするため、病理組織、骨形態計測を行い、骨形成および骨吸収を評価し、TAK1阻害薬の抗腫瘍活性と骨再生活性を実証する。

次年度使用額が生じた理由

教室保有のものを使用したため、科研費使用金額が少額となった。したがって、次年度への繰越金が生じた。

次年度使用額の使用計画

TAK1阻害による骨髄腫細胞のアポトーシスの解析およびSP細胞の解析を行うためフロ－サイトメトリー関連抗体・試薬の購入費に充てる。また、TAK1の強制発現ベクター作成の費用にも充てる。さらに、動物実験では大量のTAK1阻害剤が必要となるため、その購入費用にも充てる。

研究成果

• [雑誌論文] Expansion of Th1-like Vγ9Vδ2T cells by new-generation IMiDs, lenalidomide and pomalidomide, in combination with zoledronic acid. (2017)
  • 著者名/発表者名: Harada T, Miki H, Cui Q, Oda A, Amachi R, Teramachi J, Bat-Erdene A, Sogabe K, Iwasa M, Fujii S, Nakamura S, Kagawa K, Yoshida S, Endo I, Aihara K, Ozaki S, Matsumoto T, Abe M.
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 31 ページ: 258-262
  • DOI: 10.1038/leu.2016.273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of interleukin 23 induced by Porphyromonas endodontalis lipopolysaccharide in osteoclastogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ma N, Yang D, Okamura H, Teramachi J, Hasegawa T, Qiu L, Haneji T.
  • 雑誌名: Molecular Medicine Reports 巻: 15 ページ: 559-566
  • DOI: 10.3892/mmr.2016.6041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Protein Phosphatase 2A in Osteoblast Differentiation and Function. (2017)
  • 著者名/発表者名: Okamura H, Yoshida K, Morimoto H, Teramachi J, Ochiai K, Haneji T, Yamamoto A.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.3390/jcm6030023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone demethylase Jmjd3 regulates osteoblast apoptosis through targeting anti-apoptotic protein Bcl-2 and pro-apoptotic protein Bim. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yang D, Okamura H, Teramachi J, Haneji T.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 巻: 1863 ページ: 650-659
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2016.01.006
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Measles virus nucleocapsid protein increases osteoblast differentiation in Paget's disease. (2016)
  • 著者名/発表者名: Teramachi J, Nagata Y, Mohammad K, Inagaki Y, Ohata Y, Guise T, Michou L, Brown JP, Windle JJ, Kurihara N, Roodman GD.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 126 ページ: 1012-1022
  • DOI: 10.1172/JCI82012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein phosphatase 2A Cα regulates proliferation, migration, and metastasis of osteosarcoma cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yang D, Okamura H, Morimoto H, Teramachi J, Haneji T.
  • 雑誌名: Laboratory Investigation 巻: 96 ページ: 1050-1062
  • DOI: 10.1038/labinvest.2016.82
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A vicious cycle between acid sensing and survival signaling in myeloma cells: acid-induced epigenetic alteration. (2016)
  • 著者名/発表者名: Amachi R, Hiasa M, Teramachi J, Harada T, Oda A, Nakamura S, Hanson D, Watanabe K, Fujii S, Miki H, Kagawa K, Iwasa M, Endo I, Kondo T, Yoshida S, Aihara KI, Kurahashi K, Kuroda Y, Horikawa H, Tanaka E, Matsumoto T, Abe M.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 7 ページ: 70447-70461
  • DOI: 10.18632/oncotarget.11927
  • 査読あり
• [雑誌論文] PKR regulates LPS-induced osteoclast formation and bone destruction in vitro and in vivo. (2016)
  • 著者名/発表者名: Teramachi J, Inagaki Y, Shinohara H, Okamura H, Yang D, Ochiai K, Baba R, Morimoto H, Nagata T, Haneji T.
  • 雑誌名: Oral Diseases 巻: 23 ページ: 181-188
  • DOI: 10.1111/odi.12592
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synergistic targeting of Sp1, a critical transcription factor for myeloma cell growth and survival, by panobinostat and proteasome inhibitors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Bat-Erdene A, Miki H, Oda A, Nakamura S, Teramachi J, Amachi R, Tenshin H, Hiasa M, Iwasa M, Harada T, Fujii S, Sogabe K, Kagawa K, Yoshida S, Endo I, Aihara K, Abe M.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 7 ページ: 79064-79075
  • DOI: 10.18632/oncotarget.12594
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pim-2 is a critical target for treatment of osteoclastogenesis enhanced in myeloma. (2016)
  • 著者名/発表者名: Teramachi J, Hiasa M, Oda A, Harada T, Nakamura S, Amachi R, Tenshin H, Iwasa M, Fujii S, Kagawa K, Miki H, Kurahashi K, Yoshida S, Endo I, Haneji T, Matsumoto T, Abe M.
  • 雑誌名: British Journal of Haematology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/bjh.14388
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 骨髄腫の腫瘍進展と骨破壊病変形成におけるTAK1の枢軸的な役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺町 順平, 日浅 雅博, 岡村 裕彦, 安倍 正博, 羽地 達次
  • 学会等名: 日本解剖学会第71回中国・四国支部学術集会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県・岡山市）
  • 年月日: 2016-10-22 – 2016-10-23
• [学会発表] TAK-1 inhibition disrupts Pim-2-associated and Pim-2-independent key signaling pathways to effectively suppress tumor growth and restore bone formation in myeloma (2016)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Teramachi, Masahiro Hiasa, Asuka Oda, Hirofumi Tenshin, Ryota Amachi, Takeshi Harada, Shingen Nakamura, Kiyoe Kurahashi, Takeshi Kondo, Hirokazu Miki, Itsuro Endo, Tatsuji Haneji, Toshio Matsumoto and Masahiro Abe
  • 学会等名: 第78回 日本血液学会学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-10-13 – 2016-10-15
• [学会発表] TAK-1 inhibition disrupts Pim-2-associated and Pim-2-independent key signaling pathways to effectively suppress tumor growth and restore bone formation in myeloma (2016)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Teramachi, Masahiro Hiasa, Asuka Oda, Hirofumi Tenshin, Ryota Amachi, Takeshi Harada, Shingen Nakamura, Kiyoe Kurahashi, Takeshi Kondo, Hirokazu Miki, Itsuro Endo, Toshio Matsumoto and Masahiro Abe
  • 学会等名: American Society for Bone and Mineral Research 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: アトランタ・アメリカ合衆国
  • 年月日: 2016-09-16 – 2016-09-19
  • 国際学会
• [学会発表] TAK-1阻害による腫瘍進展の抑制と骨病変の改善効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺町 順平, 岡村 裕彦, 羽地 達次
  • 学会等名: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [学会発表] 骨髄腫腫瘍進展と骨破壊病変形成におけるTAK1-Pim-2経路の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺町 順平, 日浅 雅博, 小田 明日香, 天真 寛文, 天知 良太, 原田 武志, 渡邉 佳一郎, 中村 信元, 三木 浩和, 遠藤 逸朗, 羽地 達次, 松本 俊夫, 安倍 正博
  • 学会等名: 第34回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2016-07-20 – 2016-07-23
• [学会発表] Therapeutic impact of TAK-1 inhibition on tumor growth and bone destruction in myeloma (2016)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Teramachi, Masahiro Hiasa, Asuka Oda, Hirofumi Tenshin, Ryota Amachi, Takeshi Harada, Shingen Nakamura, Hirokazu Miki, Itsuro Endo, Tatsuji Haneji, Toshio
  • 学会等名: 21st Congress European Hematology Association
  • 発表場所: コペンハーゲン・デンマーク
  • 年月日: 2016-06-09 – 2016-06-12
  • 国際学会
• [学会発表] Pim-2は骨髄腫における破骨細胞形成促進の 必須媒介因子である (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺町 順平, 日浅 雅博, 小田 明日香, 原田 武志, 天真 寛文, 中村 信元, 天知 良太, 藤井 志朗, 渡邉 佳一郎, 賀川 久美子, 三木 浩和, 遠藤 逸朗, 羽地 達次, 松本 俊夫, 安倍 正博
  • 学会等名: 第41回日本骨髄腫学会学術集会
  • 発表場所: あわぎんホール（徳島県・徳島市）
  • 年月日: 2016-05-28 – 2016-05-29
• [学会発表] TAK-1阻害による骨髄腫腫瘍進展の抑制と骨病変の再生効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺町 順平
  • 学会等名: 第41回日本骨髄腫学会学術集会
  • 発表場所: あわぎんホール（徳島県・徳島市）
  • 年月日: 2016-05-28 – 2016-05-29
  • 招待講演
• [図書] 多発性骨髄腫学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺町 順平, 安倍 正博
  • 総ページ数: 591(185-189)
  • 出版者: 日本臨牀社