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2020 年度 実施状況報告書

骨髄腫幹細胞のexosome分泌型miRNAを介した低酸素生存適応

研究課題

研究課題/領域番号 20K17388
研究機関京都薬科大学

研究代表者

戸田 侑紀  京都薬科大学, 薬学部, 助教 (40779724)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードtet-on / ALIX / HK2 / ミトコンドリア分画
研究実績の概要

多発性骨髄腫(MM)の治療選択肢は、さまざまな分子標的薬の登場によって劇的に増えたが、一時的な寛解を経たのちに治療抵抗性を獲得し再発する例がほとんどである。MMの再発に関わるがん幹細胞を標的とした治療法の開発が現状打破につながると考えられるが、未だ実現できていない。その理由の一つとして、治療標的候補となりうる真のドライバー因子が特定されていないことが可能性として挙げられる。我々は、MM幹細胞が骨髄内の低酸素領域で維持されており、細胞外分泌小胞(exosomes)の分泌が低酸素環境での生存に寄与することを明らかにしている。本研究は、MM幹細胞のアキレス腱として『細胞外分泌小胞(exosomes)によって分泌されるRNA(exRNA)』に着目し、低酸素環境に潜むMM幹細胞の生存戦略を分子メカニズムから解明する。
本年度は、exRNAを介した細胞生存適応について多面的に評価するために、exosome分泌阻害剤(GW4869)による薬理学的手法に加えて、遺伝子組換え操作による条件付きexRNA分泌不全株の作製に着手し、作製完了までの目処を立てた。また、低酸素環境下での生存適応に係る分子メカニズムについて、ミトコンドリア内のHK2発現量解析から一定のヒントを得た。さらに、低酸素適応株におけるexosome分泌亢進の分子メカニズムを明らかにするための、候補シグナルを同定した。
以上の成果を基盤として、MM幹細胞の低酸素環境における生存戦略を分子レベルで理解するための具体的な研究方針を調整し、有用な科学的知見の提供に繋げる。

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

①低酸素環境での生存におけるexRNAの寄与を明らかにするため、exosomesへのmiRNA内包に関わるALIXをノックダウンする細胞株を作製している。恒常的なノックダウン株では低酸素適応時の細胞死誘導により樹立できない可能性を考え、薬物による条件付きノックダウン株の作製を検討したところ、作製に必要なプラスミドの遺伝子クローニングに予想以上の時間が費やされた。その結果、ノックダウン株の樹立の途上にある。
②GW4869によるexRNAの分泌阻害がHK2のミトコンドリア局在に与える影響をみるため、ミトコンドリア分画中のHK2のタンパク質発現量を解析した。その結果、exRNAの分泌阻害によってHK2のミトコンドリア内発現量が低下していた。一方で、ミトコンドリア分画サンプルの純度にばらつきが生じることが内標準分子の発現量解析から示唆されたため、あくまで参考データと考えている。
③低酸素適応MM細胞株においてexosome分泌が亢進する機序を明らかにするために、細胞内膜輸送系に関わるAシグナルの関与について検討した。その結果、低酸素適応MM細胞株におけるAシグナル関連分子の発現量が親株に比べて上昇していた。Aシグナルが低酸素適応MM細胞株におけるexosome分泌亢進に寄与する可能性が示唆される。

今後の研究の推進方策

①MM細胞への遺伝子導入は完了しており、現在クローニングならびに機能同定の段階である。条件付きノックダウンによるexRNAの分泌抑制を確認後、低酸素培養を開始し、適応株を樹立させる。適応株に条件付きノックダウンを誘導し、細胞死が生じるか検討する。
②ミトコンドリア分画のプロトコルを見直し、純度がばらつかない手法で得たサンプルのミトコンドリア内HK2発現量を解析する。exRNAの分泌阻害によるミトコンドリア内HK2発現量低下の再現性がとれた場合、HK2発現低下機序の解明に移る。具体的には、HK2の主たる誘導因子であるHIF-1αの発現変動を検証する。
③低酸素適応MM細胞株において、細胞内膜輸送系に関わるAシグナルの下流分子の発現を解析する。またAシグナル阻害剤を低酸素適応MM細胞株に処置し、exosome分泌への影響をみる。これにより、Aシグナルのexosome分泌亢進への寄与を検証する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A novel dipeptide type inhibitor of the Wnt/β-catenin pathway suppresses proliferation of acute myelogenous leukemia cells2021

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi R, Hattori Y, Hosogi S, Toda Y, Takata K, Ashihara E.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 535 ページ: 73-79

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.12.027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Factors Associated with Dose Modification of Lenalidomide Plus Dexamethasone Therapy in Multiple Myeloma2020

    • 著者名/発表者名
      Kado Y, Tsujimoto M, Fuchida SI, Okano A, Hatsuse M, Murakami S, Sugii H, Ueda K, Toda Y, Minegaki T, Nishiguchi K, Muraki Y, Shimazaki C, Ashihara E.
    • 雑誌名

      Biol Pharm Bull

      巻: 43 ページ: 1253-1258

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00337

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mouse Bone Marrow-derived Microglia-like Cells Secrete Transforming Growth Factor-β1 and Promote Microglial Aβ Phagocytosis and Reduction of Brain Aβ2020

    • 著者名/発表者名
      Kuroda E, Nishimura K, Kawanishi S, Sueyoshi M, Ueno F, Toji Y, Abo N, Konishi T, Harada K, Satake S, Shima C, Toda Y, Kitamura Y, Shimohama S, Ashihara E, Takata K.
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 438 ページ: 217-228

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2020.05.004

    • 査読あり
  • [学会発表] Application of BET/CBP/p300 multi-bromodomain inhibitors as a novel therapeutic strategy for MLL-rearranged acute lymphoblastic leukemia2020

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Imayoshi, Makoto Yoshioka, Shyh-Ming Yang, Koshi Akahane, Yuki Toda, Shigekuni Hosogi, Takeshi Inukai, Seiji Okada, David J. Maloney, Jeffrey W. Strovel, Eishi Ashihara.
    • 学会等名
      American Association for Cancer Research Annual Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Cdk4/6 inhibitor Abemaciclib overcomes resistance to BET inhibitor in leukemic cells with MLL-AF5q31 fusion gene2020

    • 著者名/発表者名
      Keigo Amari, Yuki Toda, Shigekuni Hosogi, Toshihiko Imamura, Eishi Ashihara.
    • 学会等名
      American Association for Cancer Research Annual Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] 急性骨髄性白血病に対する新規ペプチド型Wnt/β-catenin阻害剤の効果2020

    • 著者名/発表者名
      若林亮介, 服部恭尚, 戸田侑紀, 細木誠之, 芦原英司
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] γδT細胞の体外増幅培養における予測可能なバイオマーカーの探索2020

    • 著者名/発表者名
      友金眞光, 宮下雅亜, 佐野友亮, 清水大器, 戸田侑紀, 細木誠之, 芦原英司
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] 低酸素環境に適応した多発性骨髄腫に対するγδT細胞の抗腫瘍効果2020

    • 著者名/発表者名
      佐野友亮, 友金眞光, 清水大器, 宮下雅亜, 戸田侑紀, 細木誠之, 芦原英司
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] 骨髄系細胞が動員された前転移ニッチにおける乳酸アシドーシス2020

    • 著者名/発表者名
      松井透磨, 戸田侑紀, 細木誠之, 芦原英司
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] Novel BET/CBP/p300 multi-bromodomain inhibitors as a strategy for MLL-rearranged ALL2020

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Imayoshi, Makoto Yoshioka, Kuniaki Tanaka, Shyh-Ming Yang, Koshi Akahane, Yuki Toda, Shigekuni Hosogi, Takeshi Inukai, Seiji Okada, David J. Maloney, Itaru Kato, Eishi Ashihara.
    • 学会等名
      第82回日本血液学会学術集会
  • [学会発表] Cdk4/6i Abemaciclib overcomes resistance to BETi in leukemic cells with MLL-AF5q31 fusion gene2020

    • 著者名/発表者名
      Keigo Amari, Yuki Toda, Shigekuni Hosogi, Toshihiko Imamura, Eishi Ashihara.
    • 学会等名
      第82回日本血液学会学術集会
  • [学会発表] MLL-AF5q31 cells acquire BET inhibitor resistance by Brd4-regulated molecules upregulation2020

    • 著者名/発表者名
      Keigo Amari, Yuki Toda, Shigekuni Hosogi, Toshihiko Imamura, Eishi Ashihara.
    • 学会等名
      Global Academic Programs 2020
    • 国際学会
  • [備考] 京都薬科大学病態生理学分野ホームページ

    • URL

      https://labo.kyoto-phu.ac.jp/seiri/pg402.html

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公開日: 2021-12-27  

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