白血病に対する新規抗体医薬の開発とその薬理作用機序の解明

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07668
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 大里 元美 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 客員教授 (90314286)
• 研究分担者: 指田 吾郎 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特別招聘教授 (70349447) ; 岩崎 正幸 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (70790913)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 癌 / トランスレーショナルリサーチ

研究実績の概要

白血病の治療成績は化学療法および造血幹細胞移植により改善されたものの、まだ５年生存率は50%以下であり副作用も多く新規治療法の開発が必要である。本研究は、RUNX転写因子異常に起因する白血病(RUNX白血病)の分子機序の解明に基づき開発中の新規分子標的治療法の確立を目指す。特に下記２点を本研究の目的としており、助成期間の初年度に当たる令和元年においては実施予定であった研究をおおむね計画通り行うことができた。特に２）の薬理機序の解明を大きく進めることができた。一方、１）の薬効評価についてはin vitroでの確認は十分にできたもののin vivoマウス異種移植モデルを用いた効果についてはまだ現在まだ検討中であり本年度中の終了を目指したいと考えている。
１）新規分子標的インテグリンα9 (ITGA9)に対するブロッキング抗体の薬効評価：RUNX異常と協調して白血病を惹起するITGA9の過剰発現を、独自に見いだしたブロッキング抗体が阻害し細胞増殖を抑制することをマウス異種移植モデルを含む種々の方法で検証する。
２）ITGA9ブロッキング抗体による薬理作用機序の解明：ブロッキング抗体はITGA9と遊離リガンド間の結合を阻害することで薬理効果を示していると考えられるのでこれ検討する。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究で目的としてあげた下記の２点について助成初年度（令和元年）の進捗状況を次に記す。
１）新規分子標的インテグリンα9 (ITGA9)に対するブロッキング抗体の薬効評価：本年度は、まずブロッキング抗体使用の対象となるITGA9過剰発現を示す白血病の頻度を検討し、約80%と言う極めて広範な急性骨髄性白血病症例においてITGA9陽性例が存在することを観察した。また、ITGA9が白血病幹細胞マーカーであることを複数の実験により証明した。ブロッキング抗体の阻害効果については主にin vitro実験系を用いて検討を重ねその活性が強力であることを確認した。
２）ITGA9ブロッキング抗体による薬理作用機序の解明：ブロッキング抗体はITGA9と遊離リガンド間の結合を阻害することで薬理効果を示していると考えられるのでこれ検討した。予想通り、ITGA9はオステオポンティン(OPN)やテナシンC(TN-C)などの可溶型（遊離型）リガンドと結合すること、そしてITGA9ブロッキング抗体はその結合を阻害すること、またその阻害によって下流のp38MAPKのリン酸化が起こらず細胞増殖が抑制されることなどを観察した。

今後の研究の推進方策

１）新規分子標的インテグリンα9 (ITGA9)に対するブロッキング抗体の薬効評価： 予定していたin vivo効果の評価法、a) RUNX1ETO遺伝子改変マウスモデル、b) t(8;21)をもつ白血病細胞株Kasumi-1の免疫不全NSGマウスへの皮下接種系、c) 異種移植患者腫瘍組織移植patient derived xenograft (PDX) モデル、の全ての方法を用いて本年度は抗体の薬効評価を精力的に行う。
２）ITGA9ブロッキング抗体による薬理作用機序の解明：ブロッキング抗体はITGA9と遊離リガンド間の結合を阻害することで薬理効果を持つと考えられ、その作業仮説がおおむね正しいことを昨年度は確認できた。本年度はさらにITGA9の全長、欠損変異体などの組み合わせ、などを網羅的におこなうことで、結合部位の同定および下流シグナルへの影響を行ってゆく。

次年度使用額が生じた理由

実験目的１）新規分子標的インテグリンα9 (ITGA9)に対するブロッキング抗体の薬効評価： この達成のために予定していたin vivo効果の評価、a) RUNX1ETO遺伝子改変マウスモデル、b) t(8;21)をもつ白血病細胞株Kasumi-1の免疫不全NSGマウスへの皮下接種系、c) 異種移植患者腫瘍組織移植patient derived xenograft (PDX) モデルを用いた検討を、実験系の準備などに時間がかかり十分におこなうことができなかった。このため本年度計上額に未使用分が生じこれを次年度に使用することとした。

研究成果

• [雑誌論文] Overexpression of RUNX3 represses RUNX1 to drive transformation of myelodysplastic syndrome. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yokomizo-Nakano T, Kubota S, Bai J, Hamashima A, Morii M, Sun Y, Katagiri S, Iimori M, Kanai A, Tanaka D, Oshima M, Harada Y, Ohyashiki K, Iwama A, Harada H, Osato M, Sashida G.
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: Epub ページ: Epub
  • DOI: 10.1158/0008-5472
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The RUNX1 Enhancer Element eR1: A Versatile Marker for Adult Stem Cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Chuang LSH, Osato M, Ito Y.
  • 雑誌名: Molecules and Cells 巻: 43 ページ: 121-125
  • DOI: 10.14348/molcells.2019.0250
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A two-pronged anti-leukemic agent based on a hyaluronic acid?green tea catechin conjugate for inducing targeted cell death and terminal differentiation (2020)
  • 著者名/発表者名: Liang Kun、Bae Ki Hyun、Nambu Akiko、Dutta Bibek、Chung Joo Eun、Osato Motomi、Kurisawa Motoichi
  • 雑誌名: Biomaterials Science 巻: 8 ページ: 497～505
  • DOI: 10.1039/c9bm01146c
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Low prevalence of the BCR-ABL1 fusion gene in a normal population in southern Sarawak. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kuan JW, Su AT, Tay SP, Fong IL, Kubota S, Su'ut L, Osato M, Sashida G.
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 111 ページ: 217-224
  • DOI: 10.1007/s12185-019-02768-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Rap1 regulates hematopoietic stem cell survival and affects oncogenesis and response to chemotherapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Khattar E, Maung KZY, Chew CL, Ghosh A, Mok MMH, Lee P, Zhang J, Chor WHJ, Cildir G, Wang CQ, Mohd-Ismail NK, Chin DWL, Lee SC, Yang H, Shin YJ, Nam DH, Chen L, Kumar AP, Deng LW, Ikawa M, Gunaratne J, Osato M, Tergaonkar V.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 5349
  • DOI: 10.1038/s41467-019-13082-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ASLAN003, a potent dihydroorotate dehydrogenase inhibitor for differentiation of acute myeloid leukemia (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhou Jianbiao、Quah Jessie Yiying、Ng Yvonne、Chooi Jing-Yuan、Toh Sabrina Hui-Min、Lin Baohong、Tan Tuan Zea、Hosoi Hiroki、Osato Motomi、Seet Qihui、Ooi A.G. Lisa、Lindmark Bertil、McHale Mark、Chng Wee-Joo
  • 雑誌名: Haematologica 巻: Epub ページ: Epub
  • DOI: 10.3324/haematol.2019.230482
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] EVI1 triggers metabolic reprogramming associated with leukemogenesis and increases sensitivity to L-asparaginase (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito Yusuke、Sawa Daisuke、Kinoshita Mariko、Yamada Ai、Kamimura Sachiyo、Suekane Akira、Ogoh Honami、Matsuo Hidemasa、Adachi Souichi、Taga Takashi、Tomizawa Daisuke、Osato Motomi、Soga Tomoyoshi、Morishita Kazuhiro、Moritake Hiroshi
  • 雑誌名: Haematologica 巻: Epub ページ: Epub
  • DOI: 10.3324/haematol.2019.225953
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Systematic Review of Normal Subjects Harbouring <b><i>BCR-ABL1</i></b> Fusion Gene (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuan JW, Su AT, Leong CF, Osato M, Sashida G.
  • 雑誌名: Acta Haematologica 巻: 143 ページ: 96～111
  • DOI: 10.1159/000501146
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hlf marks the developmental pathway for hematopoietic stem cells but not for erythro-myeloid progenitors (2019)
  • 著者名/発表者名: Yokomizo Tomomasa、Watanabe Naoki、Umemoto Terumasa、Matsuo Junichi、Harai Ryota、Kihara Yoshihiko、Nakamura Eri、Tada Norihiro、Sato Tomohiko、Takaku Tomoiku、Shimono Akihiko、Takizawa Hitoshi、Nakagata Naomi、Mori Seiichi、Kurokawa Mineo、Tenen Daniel G.、Osato Motomi、Suda Toshio、Komatsu Norio
  • 雑誌名: Journal of Experimental Medicine 巻: 216 ページ: 1599～1614
  • DOI: 10.1084/jem.20181399
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lineage-specific RUNX2 super-enhancer activates MYC and promotes the development of blastic plasmacytoid dendritic cell neoplasm (2019)
  • 著者名/発表者名: Kubota Sho、Tokunaga Kenji、Umezu Tomohiro、Yokomizo-Nakano Takako、Sun Yuqi、Oshima Motohiko、Tan Kar Tong、Yang Henry、Kanai Akinori、Iwanaga Eisaku、Asou Norio、Maeda Takahiro、Nakagata Naomi、Iwama Atsushi、Ohyashiki Kazuma、Osato Motomi、Sashida Goro
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 1653
  • DOI: 10.1038/s41467-019-09710-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] TUBB1 dysfunction in inherited thrombocytopenia causes genome instability (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumura Takayoshi、Nakamura‐Ishizu Ayako、Takaoka Kensuke、Maki Hiroaki、Muddineni Siva S. N. A.、Wang Chelsia Q.、Suzushima Hitoshi、Kawakita Makoto、Asou Norio、Matsuoka Masao、Kurokawa Mineo、Osato Motomi、Suda Toshio
  • 雑誌名: British Journal of Haematology 巻: 185 ページ: 888～902
  • DOI: 10.1111/bjh.15835
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Hematological abnormalities in Down syndrome: segmental aging in blood (2019)
  • 著者名/発表者名: Motomi Osato
  • 学会等名: 第42 回日本分子生物学会年会、福岡
• [学会発表] Lessons from two decades of research on germ line RUNX1 mutations (2019)
  • 著者名/発表者名: Motomi Osato
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会、東京
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Activation of Notch signaling impedes cell proliferation and survival in acute megakaryoblastic leukemia (2019)
  • 著者名/発表者名: Motomi Osato
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会、京都
• [学会発表] Integrin a9 overexpression synergizes with RUNX alteration in leukemogenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Motomi Osato
  • 学会等名: 22nd International RUNX Conference 2019, Seoul, Korea
  • 国際学会
• [学会発表] ダウン症関連急性巨核芽球性白血病に対する新規治療・予防法 (2019)
  • 著者名/発表者名: Motomi Osato
  • 学会等名: 第１回 ダウン症基礎研究会、大阪
• [備考] The RUNX1 Enhancer Element eR1
  • URL: https://www.csi.nus.edu.sg/web/the-runx1-enhancer-element-er1-a-versatile-marker-for-adult-stem-cells-mol-cells-jan-2020/