ヒトiPS細胞を用いた新規急性骨髄性白血病モデルマウス作製法の開発

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K16774
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 二井 偉暢 九州大学, 先端融合医療創成センター, 特任講師 (10743990)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 急性骨髄性白血病 / ヒトiPS細胞 / 骨髄微小環境 / モデルマウス

研究実績の概要

これまでがん治療薬開発の非臨床試験において、がん細胞株を移植したがんモデルマウスが使用されてきたが、実際にがん患者で行われる臨床試験でその治療効果が再現できないことが多く、これががん治療薬開発の費用と期間の増長をもたらすため大きな問題となっている。この解決策として、がん患者由来細胞を用いたPatient Derived Xenograft(PDX)マウスが注目されている。PDXマウスを用いた研究では非臨床試験と臨床試験データの一致率が高いことがわかっており、研究開発の効率化が期待されている。しかし、急性骨髄性白血病(AML)では、PDXマウスの作製効率が0-50％であり、未だ PDXマウスの作製困難なAML患者細胞が多く存在することが問題となっている。その原因としてはAML細胞の生着する骨髓微小環境がヒトとマウスで異なることが考えられ、マウス体内でヒト骨髓微小環境を再現する技術が求められる。本研究では、ヒト骨髄微小環境を再現したAML-PDXマウスの作製方法を開発することを目的とする。申請者はこれまで、骨髄微小環境を構成している細胞をヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)から作製することに成功している。本研究ではこれらiPS細胞由来の細胞を免疫不全マウス皮下に移植し、ヒト骨髄微小環境を作製することでこれまで困難であった高効率で研究の再現性の高いAML-PDXマウスの作製を行う。
本年度はヒトiPS細胞からの効率的な骨髄微小環境の構成細胞の作製と遺伝子発現解析、およびそれをマウス皮下に移植し、マウス体内で異所性ヒト骨髄（ヒト骨髓微小環境）を作製した。骨髄構成細胞の作製効率は分化誘導中のサイトカイン及び阻害剤の組み合わせにより、約２倍に増加した。また、免疫不全マウス皮下にヒトiPS細胞由来骨髄構成細胞を移植することで異所性ヒト骨髄の作製に成功した。

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

本年度はヒトiPS細胞からの効率的な骨髄微小環境の構成細胞の作製と遺伝子発現解析、および作製した骨髄構成細胞をマウス皮下に移植し、マウス体内で異所性ヒト骨髄（ヒト骨髓微小環境）を作製することを予定していた。骨髄構成細胞の作製効率は約２倍に増加させることに成功した。また、免疫不全マウス皮下にヒトiPS細胞由来骨髄構成細胞を移植することで異所性ヒト骨髄の作製に成功した。遺伝子発現解析は現在進行中である。

今後の研究の推進方策

次年度では異所性ヒト骨髄へのAML患者細胞の移植及びAML-PDXマウスの非臨床試験への有効性の評価を予定している。本研究で必要なAML患者細胞の及び候補となる治療薬の入手を協力機関との連携を強化し、進めていく。

次年度使用額が生じた理由

当該年度に予定していた金額について概ね予定通りに使用した。一部消耗品に使用予定であった40,887 円を次年度に使用することとした。翌年度は主にマウスを用いた実験となるため主に消耗品に使用する。得られた結果は学会報告を行う予定であるため学会参加費用として旅費に計上した。

研究成果

• [雑誌論文] Imipridone ONC212 activates orphan G protein-coupled receptor GPR132 and integrated stress response in acute myeloid leukemia (2019)
  • 著者名/発表者名: Takenobu Nii, Varun Prabhu, Vivian Ruvolo, Neel Madhukar, Ran Zhao, Hong Mu, Lauren Heese, Yuki Nishida, Kensuke Kojima, Mathew Garnett, Ultan McDermott, Cyril Benes, Neil Charter, Sean Deacon, Olivier Elemento, Josh Allen, Wolfgang Oster, Martin Stogniew, Jo Ishizawa, Michael Andreeff.
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 33 ページ: 2805-2816
  • DOI: doi: 10.1038/s41375-019-0491-z.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial ClpP-mediated proteolysis induces selective cancer cell lethality (2019)
  • 著者名/発表者名: Jo Ishizawa, Sarah F. Zarabi, R. Eric Davis, Ondrej Halgas, Takenobu Nii, Ran Zhao, Yulia Jitkova, Lauren E. Heese, Yuki Nishida, Emil Pai, Aaron D. Schimmer, Michael Andreeff.
  • 雑誌名: Cancer Cell 巻: 35 ページ: 721-737
  • DOI: doi: 10.1016/j.ccell.2019.03.014.
  • 査読あり
• [学会発表] BIOACTIVE PEPTIDE SL-13R EXPANDS HUMAN UMBILICAL CORD BLOOD HEMATOPOIETIC STEM CELLS (2019)
  • 著者名/発表者名: Takenobu Nii, Katsuhiro Konno, Mami Shigeto, Ayako Kaneyuki, Motoko Sumasu, Toshiyuki Owaki, Daisuke Sugiyama.
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research
  • 国際学会