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

2017 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), 講師 (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

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、前年度は本研究課題の基軸となる結果を得ることができた。今年度は、それらの結果についての詳細な機序の解析を行い、以下の結果が得られた。
1. 骨髄腫患者の組織アレイを作成し、免疫染色でTAK1のリン酸化を検出したところ、50例中42例にTAK1リン酸化の亢進が認められた。2．TAK1阻害薬LLZ1640-2 (LLZ) やTAK1ノックダウンによる腫瘍細胞の増殖を抑制やアポトーシスの誘導は、抗アポトーシス因子であるPIM2やsp1の発現低下により引き起こされることがわかった。3. TAK1阻害により腫瘍細胞の接着分子であるβ-1インテグリンの発現が抑制された。また、骨髄間質細胞に発現するそのリガンドであるVCAM-1の発現もTAK1阻害により抑制された。これらの分子を介した骨髄間質細胞と骨髄腫細胞との接着により腫瘍細胞はCell adhesion mediated drug resistance (CAM-DR)を獲得するが、TAK1阻害薬との併用によりCAM-DRが顕著に抑制されることが明らかとなった。4.腫瘍細胞により抑制された骨芽細胞分化はTAK1阻害により回復することが前年度明らかとなったが、これはTAK1阻害により骨芽細胞分化抑制系のシグナルであるTNFやTGFシグナルを抑制化する一方、促進系のシグナルであるBMP2シグナルを亢進され、骨芽細胞分化を回復することが明らかとなった。5. 前年度においてLLZの治療効果を確認したが、組織学的解析（骨形態計測）により抑制された骨形成を回復し、骨吸収を抑制することが明らかとなった。

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

本研究計画での主な４つの検討事項のうち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・骨再生作用の検討についてははほぼ結果が得られている。一方、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については現在解析を進めており、結果も少しではあるが得られてきている。また、実際の臨床検体を用いたTAK1の発現解析も結果が得られたことから、当初の計画以上に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

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について検討を行う。具体的にはTAK1阻害薬で誘導した成熟骨芽細胞との共存下での、骨髄腫細胞の生細胞数とそのSP分画の割合をフローサイトメトリーにて評価する。さらに、骨髄腫細胞のエネルギー産生など細胞代謝に関連する因子であるカルモジュリンキナーゼキナーゼβ経路やPI3K/Akt /mTOR経路の活性、脂肪酸やコレステロールなどのバイオマスの合成に必要なacetyl-CoA carboxylaseやHMG-CoA還元酵素などの活性の影響を調べ、骨形成環境が生み出す腫瘍排他的ニッチに焦点をあてその分子病態を明らかにする。

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。
生体におけるTAK１阻害による骨形成や骨病変抑制の詳細な機序を解析するため、繰越金は動物実験やその解析費用に充てる。

研究成果

• [雑誌論文] Unique anti-myeloma activity by thiazolidine-2,4-dione compounds with Pim inhibiting activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujii S、Nakamura S、Oda A、Miki H、Tenshin H、Teramachi J、Hiasa M、Bat-Erdene A、Maeda Y、Oura M、Takahashi M、Iwasa M、Endo I、Yoshida S、Aihara K、Kurahashi K、Harada T、Kagawa K、Nakao M、Sano S、Abe M
  • 雑誌名: British Journal of Haematology 巻: 180 ページ: 246～258
  • DOI: 10.1111/bjh.15033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pim-2 is a critical target for treatment of osteoclastogenesis enhanced in myeloma (2018)
  • 著者名/発表者名: Teramachi Jumpei、Hiasa Masahiro、Oda Asuka、Harada Takeshi、Nakamura Shingen、Amachi Ryota、Tenshin Hirofumi、Iwasa Masami、Fujii Shiro、Kagawa Kumiko、Miki Hirokazu、Kurahashi Kiyoe、Yoshida Sumiko、Endo Itsuro、Haneji Tatsuji、Matsumoto Toshio、Abe Masahiro
  • 雑誌名: British Journal of Haematology 巻: 180 ページ: 581～585
  • DOI: 10.1111/bjh.14388
• [雑誌論文] Effective impairment of myeloma cells and their progenitors by hyperthermia (2017)
  • 著者名/発表者名: Miki Hirokazu、Nakamura Shingen、Teramachi Jumpei、Nakamura Michihiro、Abe Masahiro (他19人中5番目）
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 ページ: 10307～10316
  • DOI: 10.18632/oncotarget.23121
  • 査読あり
• [雑誌論文] TAK1 inhibition subverts the osteoclastogenic action of TRAIL while potentiating its antimyeloma effects (2017)
  • 著者名/発表者名: Tenshin Hirofumi、Teramachi Jumpei、Tanaka Eiji、Matsumoto Toshio、Abe Masahiro (他16人中2番目）
  • 雑誌名: Blood Advances 巻: 1 ページ: 2124～2137
  • DOI: 10.1182/bloodadvances.2017008813
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of protein phosphatase 2A Cα promotes in vivo bone formation and adipocyte differentiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Kaya、Teramachi Jumpei、Uchibe Kenta、Ikegame Mika、Qiu Lihong、Yang Di、Okamura Hirohiko
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Endocrinology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.mce.2017.11.005
  • 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 Hirohiko、Yoshida Kaya、Morimoto Hiroyuki、Teramachi Jumpei、Ochiai Kazuhiko、Haneji Tatsuji、Yamamoto Akihito
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 6 ページ: 23～23
  • DOI: doi: 10.3390/jcm6030023
  • 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 Nan、Yang Di、Okamura Hirohiko、Teramachi Jumpei、Hasegawa Tomokazu、Qiu Lihong、Haneji Tatsuji
  • 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] 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
• [学会発表] 骨形成誘導活性を有する新規抗骨髄腫薬の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺町順平、日浅雅博、安倍正博
  • 学会等名: 第42回日本骨髄腫学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Therapeutic impact of TAK1 inhibition on myeloma tumor progression and bone destruction (2017)
  • 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, Akihito Yamamoto, Tatsuji Haneji, Toshio Matsumoto and Masahiro Abe
  • 学会等名: Cancer and Bone Society Conference 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Therapeutic impact of TAK1 inhibition on myeloma tumor progression and bone destruction (2017)
  • 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, Akihito Yamamoto, Tatsuji Haneji, Toshio Matsumoto and Masahiro Abe
  • 学会等名: International Society for Experimental Hematology 46th Annual Scientific Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Development of novel anti-myeloma agents with potent bone anabolic actions (2017)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Teramachi, Masahiro Hiasa, Masahiro Abe
  • 学会等名: 14th Bone Biology Forum
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 骨髄腫腫瘍進展抑制と骨形成誘導活性を有する新規薬剤の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺町順平
  • 学会等名: 第35回日本骨代謝学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨破壊性腫瘍におけるカテプシンK阻害剤の骨形成誘導作用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺町順平
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] Disruption of myeloma cell-bone marrow interaction by TAK-1 inhibition (2017)
  • 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, 中村 信元, 岩佐 昌美, 大浦雅博, 前田悠作, 藤井志朗, 賀川 久美子, 三木 浩和, 遠藤 逸朗, 山本朗仁, 松本 俊夫, 安倍 正博
  • 学会等名: 第79回日本血液学会学術集会
• [学会発表] TAK1 inhibition impairs myeloma cell-bone marrow interaction to reduce myeloma tumor growth and bone destruction (2017)
  • 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, Akihito Yamamoto, Tatsuji Haneji, Toshio Matsumoto and Masahiro Abe
  • 学会等名: American Society for Bone and Mineral Research 2017 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 骨破壊性腫瘍におけるカテプシンK阻害剤の骨形成誘導作用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺町順平
  • 学会等名: 日本解剖学会 第73回中国・四国支部学術集会