”骨髄腫幹細胞ニッチ”の解析と治療標的分子の同定

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23591404
• 研究機関: 京都薬科大学
• 研究代表者: 芦原 英司 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (70275197)
• 研究分担者: 平位 秀世 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50315933)
• キーワード: 多発性骨髄腫 / 骨髄微小環境 / 低酸素環境 / TGF-β

研究概要

多発性骨髄腫（MM）の病態維持に重要なMM幹細胞の骨髄低酸素環境の動態、および治療標的分子の同定のため、以下の検討を行ってきた。まず正所性MM担がんマウスを作製し、MM細胞の骨髄内の動態を解析した。MM細胞は海綿骨周囲の骨内膜下に生着し、低酸素マーカーであるピモニダゾール陽性を示した。このことより、MM細胞は骨髄微小環境下では低酸素状態であることが明らかとなった。低酸素下骨髄微小環境で生存するMM細胞の性状をin vitro系で解析するため、1%低酸素状態下で長期生存可能な低酸素適応MM（HA-MM）細胞株6株（AMO-1、OPM-2、NCIH929、RPMI8226、U266、IM-9）を樹立した。それぞれの細胞増殖を解析したところ、低酸素環境では細胞増殖スピードはそれぞれHA株で有意に遅いことが明らかとなった。Ki67/7-AADを用いた二重染色による細胞周期解析では、親株であるNormoxia下での培養細胞に比して、G0期の細胞集団が有意に増加しており、またSP分画細胞集団も有意に増加していた。さらにOct3/4、Sox2といった幹細胞マーカーのmRNAの発現亢進を認めた。またlimiting dilution法を用いた正所性MM担がんマウス作製にて、HA-MM細胞株では親株と比して、より少ない細胞数ででも生存期間の有意な短縮を認め、これらのことから、HA-MM細胞株はMM幹細胞の性質を有することが明らかとなった。低酸素過去の報告のようなCD138抗原の発現の低下は認めなかった。接着因子としてはCD44の発現亢進を認めた。またTGFβシグナルの下流のSmad2のリン酸化亢進を認め、MMにおいてはTGF-β/Smadシグナル系がMM幹細胞の治療標的である可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Myeloid-Derived Suppressor Cells Play Crucial Roles in the Regulation of Mouse Collagen-Induced Arthritis. (2013)
  • 著者名/発表者名: 1. Fujii W, Ashihara E, Hirai H, Nagahara H, Kajitani N, Fujioka K, Murakami K, Seno T, Yamamoto A, Ishino H, Kohno M, Maekawa T, Kawahito Y.
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 191 ページ: 1073-1081
  • DOI: doi: 10.4049/jimmunol.1203535.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Comparison of Endogenous Protein Dynamics between in Live Cell and in vitro by in cell 19F-NMR. (2013)
  • 著者名/発表者名: 3. Takaoka Y, Kioi Y, Morito A, Ohtani J, Arita K, Ashihara E, Ariyoshi M, Tochio H, Shirakawa M, Hamachi I.
  • 雑誌名: ChemCom 巻: 49 ページ: 2801-2803
  • DOI: doi: 10.1039/c3cc39205h.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic AMP responsive element binding proteins are involved in 'emergency' granulopoiesis through the upregulation of CCAAT/enhancer binding protein β. (2013)
  • 著者名/発表者名: 4. Hirai H, Kamio N, Huang G, Matsusue A, Ogino S, Kimura N, Satake S, Ashihara E, Imanishi J, Tenen DG, Maekawa T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e54862
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0054862.
  • 査読あり
• [雑誌論文] C/EBPβ promotes BCR-ABL-mediated myeloid expansion and leukemic stem cell exhaustion. (2013)
  • 著者名/発表者名: 5. Hayashi Y, Hirai H, Kamio N, Yao H, Yoshioka S, Miura Y, Ashihara E, Fujiyama Y, Tenen DG, Maekawa T.
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 27 ページ: 619-628
  • DOI: doi: 10.1038/leu.2012.258.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effectiveness of sulforaphane as a radiosensitizer for murine osteosarcoma cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: 6. Sawai Y, Murata H, Horii M, Koto K, Matsui T, Horie N, Tsuji Y, Ashihara E, Maekawa T, Kubo T, Fushiki S.
  • 雑誌名: Oncol Rep 巻: 29 ページ: 941-945
  • DOI: doi: 10.3892/or.2012.2195.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Therapeutic effects of human mesenchymal and hematopoietic stem cells on rotenone-treated parkinsonian mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: 7. Inden M, Takata K, Nishumura K, Kitamura Y, Ashihara E, Yoshimoto K, Ariga H, Nonmou O, Shimohama S.
  • 雑誌名: J Neurosci Res 巻: 91 ページ: 62-72
  • DOI: doi: 10.1002/jnr.23128.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zoledronic acid significantly enhances radiation induced apoptosis against human fibrosarcoma cells by inhibiting radioadaptive signaling. (2013)
  • 著者名/発表者名: 8. Koto K, Murata H, Kimura S, Sawai Y, Horie N, Matsui T, Ryu K, Ashihara E, Maekawa T, Kubo T, Fushiki S.
  • 雑誌名: Int J Oncol 巻: 42 ページ: 525-534
  • DOI: doi: 10.3892/ijo.2012.1735.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 非小細胞性肺がん患者に対する簡易懸濁法を用いたエルロチニブ投与に関する検討． (2013)
  • 著者名/発表者名: 高田哲也、池見泰明、福土将秀、杉本充弘、石橋直哉、小林政彦、矢野育子、金永学、三嶋理晃、芦原英司、松原和夫.
  • 雑誌名: 医療薬学 巻: 39 ページ: 565-570
  • 査読あり
• [学会発表] Hypoxia-adapted myeloma cells possess stem cell-like character. (2013)
  • 著者名/発表者名: 1. Ashihara E, Nakagawa Y, Yao H, Yokota A, Miura Y, Takata K, Kitamura Y, Hirai H, Maekawa T.
  • 学会等名: The 55th Annual Meeting of American Society of Hematology.
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20131207-20131210
• [学会発表] Direct interaction with bone marrow mesenchymal stromal/stem cells is required for hematopoietic expansion by parathyroid hormone. (2013)
  • 著者名/発表者名: 2. Yao H, Miura Y, Yoshioka S, Iwasa M, Sato A, Tamura A, Yokota A, Ashihara E, Ichinohe T, Hirai H, Maekawa T.
  • 学会等名: The 55th Annual Meeting of American Society of Hematology.
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20131207-20131210
• [学会発表] Expression of C/EBPβ is involved in the exhaustion of hematopoietic stem cells through cell-intrinsic and cell-extrinsic mechanisms. (2013)
  • 著者名/発表者名: 3. Tamura A, Hirai H, Hayashi Y, Yokota A, Sato A, Yao H, Yoshioka S, Iwasa M, Ashihara E, Miura Y, Maekawa T.
  • 学会等名: The 55th Annual Meeting of American Society of Hematology.
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20131207-20131210
• [学会発表] Cytokine-STATs signalings upregulate C/EBPβ in BCR-ABL+ leukemic cells independently from BCR-ABL/JAK-STAT pathway. (2013)
  • 著者名/発表者名: 4. Yokota A, Hirai H, Hayashi Y, Tamura A, Sato A, Yao H, Yoshioka S, Iwasa M, Ashihara E, Miura Y, Maekawa T.
  • 学会等名: The 55th Annual Meeting of American Society of Hematology.
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20131207-20131210
• [学会発表] Microglia-like monocytic cells derived from bone marrow cells phagocytose amyloid-β and facilitate phagocytosis of amyloid-β by resident microglia. (2013)
  • 著者名/発表者名: 5. Takata K, Toji Y, Kawanishi S, Takada T, Kitamura Y, Ashihara E.
  • 学会等名: The 55th Annual Meeting of American Society of Hematology.
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20131207-20131210
• [学会発表] M-CSF刺激による造血幹細胞からのアミロイドβ貪食細胞への分化誘導. (2013)
  • 著者名/発表者名: 高田和幸、河西翔平、杜氏裕美子、北村佳久、芦原英司
  • 学会等名: 第75回日本血液学会学術総会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20131011-20131013
• [学会発表] Glioblastoma-derived exosomes targeting to cancer cells and their lipid characterization. (2013)
  • 著者名/発表者名: Toda Y,Takata K, Kobayashi K, Hattori Y,Akaji K, Ashihara E.
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20131003-20131005
• [学会発表] Myeloid-Derived Suppressor Cells have regulatory roles in mouse collagen-induced arthritis. (2013)
  • 著者名/発表者名: 6. Fuji W, Ashihara E, Hirai H, Nagahara H, Fujioka K, Murakami K, Nakamura K, Seno T, Yamamoto A, Ishino H, Kohno M, Maekawa T, Kawahito Y.
  • 学会等名: The Annual European Congress of Rheumatology.
  • 発表場所: Madrid, Spain.
  • 年月日: 20130612-20130615
• [学会発表] がん細胞指向性を有するヒト星状膠芽腫細胞由来エキソソームの発見．
  • 著者名/発表者名: 戸田侑紀、高田和幸、中川由布子、小林数也、服部恭尚、北村佳久、赤路健一、芦原英司．
  • 学会等名: 第5回日本RNAi研究会
  • 発表場所: 広島
• [図書] 多発性骨髄腫 Updating．第4巻 移植適応骨髄腫の治療．~新規薬剤時代における移植適応患者の治療戦略~ (2013)
  • 著者名/発表者名: 芦原英司．
  • 総ページ数: 203
  • 出版者: 医療ジャーナル社
• [図書] RNA Interference for Oncology: Clinical Prospects Beyond the Hype. In: Emerging Trends in Cell and Gene Therapy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ashihara E, Maekawa T.
  • 総ページ数: 705
  • 出版者: Springer