2020 年度実施状況報告書

脂質の質による造血幹細胞および白血病制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号	20K08724
研究機関	筑波大学
研究代表者	加藤貴康筑波大学, 医学医療系, 講師 (20646591)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	ELOVL６ / 脂肪酸の質 / 白血病 / 造血幹細胞
研究実績の概要	本研究は‘脂肪酸の質’の変化が造血幹細胞および造血器腫瘍に与える影響やメカニズムを解明することで造血器腫瘍における新規治療法の開発を目的としている。長鎖脂肪酸伸長酵素“ELOVL6”を欠失するマウスを用いた研究で、‘脂肪酸の質’が造血幹細胞の生着能に影響を与えることを見出し、さらに‘脂肪酸の質’が白血病の発症に影響を与えることを発見した。これまで造血幹細胞や造血器腫瘍において脂肪酸の量に着目した報告は多いが、‘脂肪酸の質’に注目した報告は少ない。本研究では‘脂肪酸の質’の変化を引き起こすELOVL6欠失マウスを用い、‘脂肪酸の質’の変化がどのようなメカニズムで造血幹細胞の生着能や白血病発症を制御するのかを検討した。２０２０年度は白血病について主に解析を行った。脂肪酸組成を解析するとELOVL6欠損マウス白血病細胞でオレイン酸の低下を認めた。ELOVL6欠損マウス白血病モデルでは白血病発症が著しく遅延した。野生型およびELOVL6欠損白血病細胞でのRNAシークエンスでは、増殖能・アポトーシス・遊走能での有意差を認めた。遊走能に注目し機能解析を行い、in vivoおよびin vitroにてELOVL6欠損白血病細胞で遊走能が低下していることを確認した。さらにELOVL6欠損白血病細胞に対してオレイン酸付加、もしくはレトロウイルスによるELOVL6の再導入にて、遊走能が回復することを確認した。現在遊走能のシグナルにつき詳細に解析中である。マウス造血幹細胞では、競合的骨髄再構築アッセイやパラビオーシスにより、ELOVL6欠損マウスにおいて、遊走や生着の低下を確認した。またヒト急性骨髄性白血病ではElovl6低発現群が予後良好であることを確認した。現在ELOVL６阻害剤について、白血病細胞および白血病マウスモデルで検討中である。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由 ‘脂肪酸の質’の変化を引き起こすELOVL6欠失マウスを用いた、白血病発症制御のメカニズム解析は順調にいっている。ELOVL6阻害剤によるマウス治療モデルを検討しているが、大量のELOVL6阻害剤が必要となり、特注合成によりオーダー中である。しかしCOVID19感染症の影響で、ELOVL6阻害剤の合成材料の輸入が遅れており、今度の進捗への影響が懸念される。造血幹細胞の解析は、マウスから得られる細胞数の制限があるため、やや遅れているが、概ね予定どおりに進行している。ヒト検体を用いた解析は、現在当研究室の検体保存サンプルからRNAシークエンス解析用の調整や脂肪酸メタボローム解析用サンプル調整を継続中である。
今後の研究の推進方策	本研究では‘脂肪酸の質’が変化するELOVL6欠損マウスを用い‘脂肪酸の質’がどのようなメカニズムで造血幹細胞の生着能や白血病発症を制御するのかを解明することを目的としている。さらにヒト造血幹細胞およびヒト白血病検体を用いて‘脂肪酸の質’を解析することにより、マウス研究で得た知見を臨床に橋渡しすることも目的としている。これまでの脂質研究は脂肪酸の量に注目した研究が多いが、本研究は造血幹細胞および造血器腫瘍について‘脂肪酸の質’をターゲットとしており、これまでの研究成果の詳細な解析を行うことで、白血病治療の新規ターゲットを同定できる可能性があるだけでなく、造血幹細胞移植治療におけるドナー選択（臍帯血等）に‘脂肪酸の質’が重要な選択基準の一つとなりうる可能性を秘めている。２０２０年度には、ELOVL6欠損マウス白血病モデルで白血病発症が遅延し、その機序の一つとしてELOVL6欠損白血病細胞で遊走能が低下していることを明らかにした。今後マウス白血病細胞の脂質メタボローム解析を行い、ELOVL6による’脂肪酸の質’の変化がどの脂質に影響を与えているか検討を行っていく。またELOVL6欠損による白血病発症抑制の詳細なメカニズムを現在解析中であり、次年度も継続しておこなっていく。ELOVL６をターゲットとした治療モデル検討のため、ELOVL6阻害剤を用いたin vitroの解析を進行中である。今後はELOVL6阻害剤を大量合成し、白血病マウス治療モデルの検討を行う予定である。造血幹細胞では、白血病細胞と同様に生着や遊走能の低下を認めるが、ELOVL6欠損によるメカニズムが造血幹細胞と白血病細胞では異なる結果が得られており、詳細な解析を継続する予定である。２０２１年度中にこれまで得られた研究結果について論文に投稿することを予定している。