骨髄腫骨髄微小環境がもたらす腫瘍進展と骨病変形成機序の解明と新規治療法の開発

2011 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23591390
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 安倍 正博 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 准教授 (80263812)
• 研究分担者: 遠藤 逸朗 徳島大学, 大学病院, 講師 (10432759)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2014-03-31
• キーワード: 骨髄腫 / 骨病変 / アポトーシス / 骨芽細胞

研究概要

1.骨髄腫細胞上清による骨芽細胞分化の抑制は、TGF-β受容体阻害薬SB431542 (3μM)の添加により著明に回復した。TGF-βで前処理するとBMP-2によるSmad1のリン酸化が抑制されたが、SB431542の添加下ではBMP-2によるSmad1のリン酸化が亢進した。従って、TGF-β作用の阻害はBMP-2シグナルを増強し骨芽細胞分化を誘導することが示唆された。2.Bortezomibは低濃度(2-10 nM)で骨芽細胞分化を誘導したが、この誘導は小胞体ストレス蛋白ATF4のsiRNAにより消失したことより、ATF4はbortezomibの骨芽細胞分化誘導の必須因子と考えられた。しかし、10 nM を超えるbortezomibは過剰な小胞体ストレスを惹起しATF4の細胞内蛋白量を著明に増加するが、骨芽細胞分化をむしろ抑制した。TGF-β受容体阻害薬SB431542とbortezomibの同時添加では明らかな協調的な骨芽細胞分化誘導活性の増強効果は検討した条件では明らかでなかった。Bortezomibは骨芽細胞分化の初期、TGF-β受容体阻害薬は後期に作用すると考えられ、投与のタイミングの検討が必要と考えられた。3.前骨芽細胞株MC3T3-E1との共存により骨髄腫細胞の増殖は促進したが、骨芽細胞の終末分化段階にまで分化させたMC3T3-E1（石灰化結節形成あり）との共存では骨髄腫細胞にアポトーシスが誘導された。4.セリンスレオニンキナーゼPim-2は骨髄腫細胞に構成的に高発現しており、その発現は骨髄間質細胞からのIL-6や破骨細胞からのBAFF、APRILによりさらに亢進した。Pim2 siRNAおよびPim阻害薬SMI16aにより骨髄腫細胞の蛋白の翻訳に関わる4EBP1のリン酸化が抑制され、アポトーシスが誘導された。

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

bortezomibとTGF-β受容体阻害薬の併用の効果がうまく出なかった点が課題である。bortezomibによる直接的な骨芽細胞への細胞傷害活性があることが判り、bortezomibの細胞傷害を惹起しない濃度での検討が必要である。また、Bortezomibは骨芽細胞分化の初期、TGF-β受容体阻害薬は後期に作用すると考えられ、同時投与でなく時間差をおいた投与のタイミングの検討が必要と考えられた。

今後の研究の推進方策

骨髄微小環境による骨髄腫細胞での新規抗アポトーシス因子Pim-2の発現誘導機序と骨髄腫の病的骨髄微小環境がもたらす骨髄腫細胞の生存・薬剤耐性の原因因子としてのPim-2の役割の解明およびPim-2阻害薬の腫瘍進展ならびに骨病変形成に対する作用を培養系と骨髄腫動物モデルで検討する。　Pimキナーゼは腫瘍細胞の生存や代謝にかかわる多くに因子を基質としリン酸化することによりそれらの機能を調節していると考えられている。そこで、Pim阻害薬やPim-2 siRNAの添加の有無でリン酸化が変化する因子を探索し、Pimキナーゼの基質となる因子を同定し、Pimがもたらす細胞内シグナルの制御機構の解明を図る。これらの結果をもとに、Pim阻害薬とAkt阻害薬など他の生存シグナルを抑制する薬剤さらにはmelphalan、dexamethasone、bortezomibなどの現有の抗骨髄腫薬との併用による抗腫瘍効果を検討する。　また、骨芽細胞分化培養系を用い、Pimキナーゼの発現抑制および過剰発現が骨芽細胞分化に必須のRunx2、OsterixやATF4などの転写因子の発現に及ぼす影響、またPimキナーゼによりリン酸化される基質を探索し、Pimキナーゼを介する骨芽細胞分化の制御機構を明らかにする。これらの結果をもとに、これまでに骨芽細胞分化誘導活性が報告されているbortezomibやTGF-β阻害薬などとPim阻害薬を併用し骨形成を増強しうる併用薬の組み合わせを探索する。

次年度の研究費の使用計画

試薬類に４５０，０００円、動物モデル用SCIDマウスおよび家兔に３５０，０００円、計物品費に８００，０００円。海外での学会発表に３００，０００円使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Inhibition of TACE Activity Enhances the Susceptibility of Myeloma Cells to TRAIL. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kagawa K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: -
  • DOI: e31594
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRAIL produced from multiple myeloma cell is associated with osteolytic markers. (2012)
  • 著者名/発表者名: 1. Kawano Y
  • 雑誌名: Oncol Rep 巻: 27 ページ: 39-44
  • DOI: 10.3892/or.2011.1491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guest editorial: understanding the pathogenesis and the evolving treatment paradigm for multiple myeloma in the era of novel agents (2011)
  • 著者名/発表者名: Abe M
  • 雑誌名: Int J Hematol 巻: 94 ページ: 307-309
  • DOI: 10.1007/s12185-011-0950-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting the interplay between myeloma cells and the bone marrow microenvironment in myeloma (2011)
  • 著者名/発表者名: Abe M
  • 雑誌名: Int J Hematol 巻: 94 ページ: 334-343
  • DOI: 10.1007/s12185-011-0949-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The serine/threonine kinase Pim-2 is a novel anti-apoptotic mediator in myeloma cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Asano J, Nakano A, Oda A, Amou H, Hiasa M, Takeuchi K, Miki H, Nakamura S, Harada T, Fujii S, Kagawa K, Endo I, Yata K, Sakai A, Ozaki S, Matsumoto T, Abe M
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 25 ページ: 1182-1188
  • DOI: 10.1038/leu.2011.60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Delayed treatment with vitamin C and N-acetyl-cysteine protects Schwann cells without compromising the anti-myeloma activity of bortezomib (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakano A, Abe M, Oda A, Amou A, Hiasa M, Nakamura S, Miki H, Harada T, Fujii S, Kagawa K, Takeuchi K, Watanabe T, Ozaki S, Matsumoto T
  • 雑誌名: Int J Hematol 巻: 93 ページ: 727-735
  • DOI: 10.1007/s12185-011-0850-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycolysis Inhibition Inactivates ABC Transporters to Restore Drug Sensitivity in Malignant Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: 2. Nakano A
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 ページ: -
  • DOI: e27222
  • 査読あり
• [雑誌論文] KRN5500，a spicamycin derivative, exerts anti-myeloma effects through impairing both myeloma cells and osteoclasts (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki H
  • 雑誌名: Br J Haematol 巻: 155 ページ: 328-339
  • DOI: 10.1111/j.1365-2141.2011.08844.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting myeloma-osteoclast interaction with Vγ9Vδ2 T cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Cui Q
  • 雑誌名: Int J Hematol 巻: 94 ページ: 63-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient inflammatory reaction during lenalidomide plus reduced-dose dexamethasone therapy in two patients with relapsed multiple myeloma (2011)
  • 著者名/発表者名: 7. Ozaki S
  • 雑誌名: Int J Hematol 巻: 93 ページ: 257-259
  • 査読あり
• [学会発表] An Acidic Milieu Aggravates Myeloma Growth And Drug Resistance But Triggers Anti-myeloma Activity Of Reveromycin A, A Novel Anti-resorptive Agent (2011)
  • 著者名/発表者名: Abe M
  • 学会等名: 11th International Meeting on Cancer Induced Bone Disease
  • 発表場所: Chicago, Illinois, USA
  • 年月日: 3 Dec, 2011