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本研究では、白血病細胞の抗白血病薬剤感受性を調べるための培養検査法において、骨髄微小環境により近い条件で培養を行い、生体内での現象をより正しく反映する検査法の開発を目指すことを目的とする。
本年度も白血病細胞株を研究対象とした。骨髄微小環境を模するため、Notchリガンドを底面にコーティングした培養プレートを使用し、低酸素培養装置にて細胞培養を行った。そして、低酸素刺激およびNotchリガンド刺激に伴う細胞内シグナル伝達関連分子の変化について、主に定量RT-PCR法およびイムノブロット法を用いて解析を行った。
まず、低酸素刺激により発現が安定化し、がんの重症度への関与が示唆されているHypoxia Inducible Factor (HIF) 蛋白について調べた。HIFは元来、通常酸素濃度下では常に分解作用を受けて不安定であるとされるが、白血病細胞株の中には通常酸素濃度下であってもHIF蛋白の恒常的な発現を示すものがあった。また、低酸素刺激により、従来の低酸素分野において研究が進んでいるHIF-1αよりもHIF-2αの発現が有意に誘導される細胞株があった。Notchシグナルの活性化に関しては、低酸素刺激により抑制傾向が見られた。Notchシグナルは正常造血幹細胞のみならず白血病幹細胞の生存維持や自己複製能の亢進に働くと考えられているため、本研究で得られた結果は、既報の結果と異なる興味深いものである。また、低酸素刺激により、NotchシグナルのみならずNF-κBシグナル経路およびmTORシグナル経路においても抑制傾向が認められた。HIF蛋白はmTORシグナルの下流に存在し、そのシグナルの影響を受けると従来より報告されているが、本研究によりHIF蛋白がmTORシグナルに影響を与えるという逆方向の作用、または相互的に作用していることが明らかとなった。
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