新規マウスモデルを用いた多発性骨髄腫のエピジェネティック治療法の開発

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K19497
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岩間 厚志 東京大学, 医科学研究所, 教授 (70244126)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2023-03-31
• キーワード: 多発性骨髄腫 / エピジェネティクス / UTX / マウスモデル

研究実績の概要

多発性骨髄腫では頻度は1.5~4.0%と低いものの、H3K27脱メチル化酵素UTX/KDM6Aに機能喪失型変異が認められ、予後不良因子である。興味深いことに細胞株においては変異の頻度が30~40%と高く、この変異が骨髄腫の悪性度や治療抵抗性に関与するものと考えられる。このUTXはH3K27脱メチル化に作用するのみならず、MLL3/4 H3K4メチル化酵素とCOMPASS複合体を形成し、ヒストンアセチル化酵素p300/CBPと協調してエンハンサー活性を制御する。重要なことに、COMPASS-p300/CBP構成分子 (MLL3, MLL4, UTX, p300, CBP) の機能喪失型変異は10%以上の多発性骨髄腫症例で認められる。申請者らはUtxを胚中心B細胞特異的に欠損し、多発性骨髄腫に頻度の高いRas経路の活性型変異を同時に発現するBRAFV600E:Utxfl/fl;Cgamma1-Creマウスを作成したところ、B細胞性悪性リンパ腫とともに多発性骨髄腫様の腫瘍を発症することを見出し、COMPASS-p300/CBP複合体が成熟B細胞性腫瘍でがん抑制的に機能することを証明した（論文投稿中）。その腫瘍から複数のUtx欠損形質細胞腫瘍株 (BRAFV600E:Utxfl/fl;Cgamma1-Cre) を樹立し、Tet-onシステムで野生型Utxを発現させると、腫瘍細胞の増殖が著明に抑制され、ヒトIL-6を発現するNOG免疫不全マウスを用いた移植における造腫瘍活性も顕著に低下することを確認した。さらにIL-6を必要としないC57BL/6への移植の系も確立しつつある。今後はこの細胞を用いた解析を進める予定である。

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

Utxを胚中心B細胞特異的に欠損し、多発性骨髄腫に頻度の高いRas経路の活性型変異を同時に発現するBRAFV600E:Utxfl/fl;Cgamma1-Creマウスを作成し、B細胞性悪性リンパ腫とともに多発性骨髄腫様の腫瘍を発症することを見出しすとともに、その腫瘍からUtx欠損形質細胞腫瘍株 (BRAFV600E:Utxfl/fl;Cgamma1-Cre) を樹立し、移植可能な系を樹立したことから、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

複数のUtx欠損形質細胞腫瘍株にCas9を安定的に導入し、エピジェネティック関連遺伝子（1,164遺伝子）を標的としたsgRNAライブラリーを用いてCRISPR/Cas9スクリーニングを行う。sgRNA library (lentivirus) を導入して、標的遺伝子をノックアウトする。感染細胞を薬剤選択培地で12日間培養し、感染直後 (day 0) とday 6, 12に細胞を回収し、sgRNA部分をPCRで増幅しシークエンスを行い、感染直後と培養後を比較してその割合が著減するsgRNAを候補遺伝子としてリストアップする。1次スクリーニングで得られた候補遺伝子の中で、2種類のUtx欠損形質細胞腫瘍株間で重複する候補遺伝子を抽出し、数十の候補遺伝子に絞り込む。この候補遺伝子を含むsgRNAライブラリーを作成し、2次スクリーニングを行う。2次スクリーニングはin vitro cultureとともに、ヒトIL-6を発現するNOG免疫不全マウスを用いた移植の系を用いて行う。移植マウスでのサンプリンブは移植前と移植後1ヶ月で行う。2次スクリーニングで絞り込まれた遺伝子群の中から、最終候補を絞り込む。

研究成果

• [国際共同研究] PTC Therapeutics(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: PTC Therapeutics
• [雑誌論文] The combination of the tubulin binding small molecule PTC596 and proteasome inhibitors suppresses the growth of myeloma cells. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagai Y, Mimura N, Rizq O, Isshiki Y, Oshima M, Rizk M, Saraya A, Koide S, Nakajima-Takagi Y, Miyota M, Chiba T, Oshima-Hasegawa N, Muto T, Tsukamoto S, Mitsukawa S, Takeda Y, Ohwada C, Takeuchi M, Iseki T, Nakaseko C, Lennox W, Sheedy J, Weetall M, Yokote K, Iwama A, and Sakaida E.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 2074
  • DOI: 10.1038/s41598-021-81577-x.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [備考] 幹細胞分子医学
  • URL: https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/molmed/