研究課題
申請者らは、独自の研究で見出した造血幹細胞表面抗原Endothelial cell-selective adhesion molecule (ESAM)の発現を指標として、ヒト急性白血病の腫瘍細胞の解析を行った。急性骨髄性白血病の約4分の３の症例で、ESAMの発現が認められたが、急性リンパ性白血病症例では前例陰性であった。このことからESAMは、骨髄性・リンパ性白血病の鑑別に有用であることが示唆された。次に急性骨髄性白血病症例におけるESAMの発現とその意義に関して解析を行った。白血病幹細胞が含まれるとされているCD34陽性CD38陰性分画において、ESAMの発現様式は症例ごとに大きく異なっていた。また同一症例のCD34陽性CD38陰性分画においても、ESAMの発現強度は不均一であった。CD34陽性CD38陰性細胞を、ESAMの発現量に基づいてESAM陽性と陰性に分離して培養すると、どちらの細胞からもESAMの発現が不均一な白血病細胞集団が再構成される結果を得た。さらにヒト急性骨髄性白血病細胞株KG1aを用いた解析を行い、単一のESAM陽性または陰性細胞を分離・培養しても、増殖に伴い親株と同様のESAM発現の不均一性が再構成される結果を得た。免疫不全マウスに接種すると、ESAMの発現量にかかわらずKG1a細胞はヒト急性骨髄性白血病の病態を再現することから、ESAM陽性・陰性どちらの細胞も白血病幹細胞としての性質を備えていると考えられた。一方、ESAM陽性・陰性細胞には機能的な差があり、ESAM陽性細胞の方が増殖速度が早く、生体内でアグレッシブな進行を示した。これらの結果は、ヒト急性骨髄性白血病の幹細胞は本質的に不均一であり、かつ可塑性を備えていることを示しており、さらには白血病幹細胞の機能的な違いをESAMの発現を指標に弁別できる可能性を示唆している。
2: おおむね順調に進展している
本年度の計画として、ヒト急性骨髄性白血病の腫瘍幹細胞において、ESAMの発現レベルを指標にして、細胞学的なゆらぎを誘導する分子メカニズムを明らかにすることを目標に解析を行った。無血清培地で単一細胞培養を行なっても、KG1a細胞は細胞学的な変動を示したことから、白血病幹細胞における変動・ゆらぎは、環境側からの影響で生じる受動的なものだけではなく、白血病幹細胞自身に本質的に備わった自律的な機序の存在が推測された。ESAM陽性・陰性のKG1a細胞の発現遺伝子の比較を行ったところ、インテグリンなどの細胞表面の接着分子に加え、複数のサイトカインシグナルが大きく変化していた。さらにESAM陽性・陰性細胞ではサイトカイン受容体の発現レベルに大きな差があること、白血病細胞自身がそれらのサイトカインを産生していること、外来的なサイトカインの添加によって白血病細胞の変動が促進されることを見出した。以上の状況から、本研究はおおむね当初の計画通りに研究が進んでいると考える。
進捗状況で示した実験結果は、白血病細胞が自分泌する分子によって自らのゆらぎを誘導し、ひいては集団の多様性を構築することを示唆している。この知見に基づき、サイトカイン受容体阻害薬によりシグナルを阻害することで白血病幹細胞の変動・ゆらぎを停止させ、抗癌剤への感受性や発現する表面抗原の解析を行う計画である。
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すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)
Stem Cells
巻: 39 ページ: 723～736
10.1002/stem.3348
Journal of Experimental Medicine
巻: 218 ページ: e20200817
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