白血病におけるＷＴ１遺伝子のがん遺伝子機能解析とＷＴ１分子標的療法の開発

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24591395
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 尾路 祐介 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 寄附講座教授 (20294100)
• キーワード: WT1 / ゲノム安定性維持 / 代謝制御 / 分子標的治療法

研究概要

ほとんどの白血病に過剰発現するＷＴ1遺伝子の果たす癌遺伝子機能とその分子学的メカニズムを白血病細胞のゲノム安定性・ＤＮＡ損傷修復および代謝制御において明確にすることを研究目的とした。
【ＷＴ1遺伝子のゲノム安定性・ＤＮＡ損傷修復への関与について】WT1の4種のisoformのうち1種のisoformが2つのDNA損傷修復関連因子XRCC2およびRad51Dの発現を増加させ、ＤＮＡ二本鎖切断の主たる修復機構であるhomologous recombination(HR)を促進し抗癌剤に対する抵抗性を誘導することを明らかにした。これらのDNA損傷修復関連因子はヒト非小細胞肺癌および胃癌において過半数の症例において過剰発現していた（投稿中）。さらにこれまでにＷＴ1結合タンパクとして同定したＤＮA損傷修復因子Ｘ（未発表につき仮名とします）とWT1タンパクの相互作用の解析を進めWT1タンパクにおける結合領域を同定した。
【ＷＴ1遺伝子の腫瘍細胞の代謝制御について】ＷＴ1タンパクは細胞代謝経路の重要な酵素Y1およびY2タンパク（未発表につき仮名とします）とも直接結合する。H25年度はY1およびY2タンパクとWT1タンパクの相互作用の解析を進め、WT1タンパクにおけるこれらのタンパクとの結合領域を同定した。さらに、WT1による腫瘍細胞の代謝制御の機序として、上記の直接結合による酵素活性の制御以外にWT1の4種のisoformのそれぞれが、複数の代謝経路の酵素の発現を増加させることを明らかにした。
【WT1分子標的療法の開発】標的とするＷＴ1とbinding partnerの間の相互作用を阻害する低分子化合物のスクリーニングに向けて、H25年度はこれまでにＷＴ1タンパクのbinding partnerとして同定されたタンパクの産生・精製を進めた。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本課題において、
1. WT1遺伝子はhomologous recombination の促進によるDNA損傷修復の増強および代謝経路の制御を行うことにより腫瘍の悪性化に関与していること
2. WT1遺伝子は、ＤＮＡ損傷修復においては修復関連因子の発現を上昇させることにより、代謝制御において代謝経路の複数の酵素の発現を上昇させることにより白血病細胞のゲノム安定性・ＤＮＡ損傷修復および代謝制御に関与すること
3. 2の機序に加えて、WT1タンパクは、ＤＮA損傷修復因子Ｘや細胞代謝経路の重要な酵素Y1およびY2タンパクとも直接結合し、これらの因子の活性を調節する可能性
が明らかになった。特に重要な点は、WT1タンパクが、ＤＮＡ損傷修復因子Ｘや細胞代謝経路の重要な酵素Y1およびY2タンパクとも直接結合し、これらの因子の活性を調節する可能性があることである。白血病細胞のゲノム安定性・ＤＮＡ損傷修復および代謝制御はいずれも腫瘍の悪性化や抗癌剤抵抗性に重要な役割を果たす。今回明らかになった知見はWT1タンパクと他の因子の相互作用が白血病ばかりではなく様々な悪性固形腫瘍において重要な分子標的であることを示し、新たな分子標的治療法の開発の基盤となる。

今後の研究の推進方策

ゲノム安定性・ＤＮＡ損傷修復や細胞の代謝制御は腫瘍細胞の悪性化や治療抵抗性において重要な役割を果たす。本課題において我々は、WT1遺伝子がゲノム安定性・ＤＮＡ損傷修復や腫瘍細胞の代謝において重要な因子の発現レベルを制御するばかりではなく、WT1タンパクそのものがゲノム安定性に関わる因子Xや細胞の代謝を担う酵素Y1およびY2に直接結合してそれらの機能を調節していることを明らかにした。次年度以降は、これらの研究成果に基づいて、
・WT1タンパクとゲノム安定性に関わる因子X、代謝を担う酵素Y1およびY2が形成する複合体の構成因子を明確にする
・ゲノムストレス等のストレス環境下においてWT1およびこれらの因子がどのようなふるまいをするのかを明確にする
・本研究で明らかにした細胞の生存および増殖に重要な役割を果たすＷＴ1タンパクとそのbinding partnerの結合部位を標的として、ＷＴ1分子標的療法を開発する。そのために、そのＷＴ1タンパクとbinding partnerの結合を阻害する低分子化合物のスクリーニング・同定を行い、その抗腫瘍活性を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Translation elongation factor eEF2 is a novel tumor-associated antigen overexpressed in various types of cancers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Oji Y, Tatsumi N, Fukuda M, Nakatsuka S, Aoyagi S, Hirata E, Nanchi I, Fujiki F, Nakajima H, Yamamoto Y, Shibata S, Nakamura M, Hasegawa K, Takagi S, Fukuda I, Hoshikawa T, Murakami Y, Mori M, Inoue M, Naka T, Tomonaga T, Shimizu Y, Nakagawa M, Hasegawa J, Nezu R, Inohara H, Izumoto S, Nonomura N, Yoshimine T, et al.
  • 雑誌名: Int J Oncol. 巻: 44 ページ: 1461-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prognostic significance of specific anti-WT1 IgG antibody level in plasma in patients with ovarian carcinoma. (2014)
  • 著者名/発表者名: Andersson C, Oji Y, Ohlson N, Wang S, Li X, Ottander U, Lundin E, Sugiyama H, Li A.
  • 雑誌名: Cancer Med. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wilms' tumor 1 is involved in tumorigenicity of glioblastoma by regulating cell proliferation and apoptosis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kijima N, Hosen N, Kagawa N, Hashimoto N, Kinoshita M, Oji Y, Sugiyama H, Yoshimine T.
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 34 ページ: 61-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wilms tumor gene (WT1) peptide-based cancer vaccine combined with gemcitabine for patients with advanced pancreatic cancer. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishida S, Koido S, Takeda Y, Homma S, Komita H, Takahara A, Morita S, Ito T, Morimoto S, Hara K, Tsuboi A, Oka Y, Yanagisawa S, Toyama Y, Ikegami M, Kitagawa T, Eguchi H, Wada H, Nagano H, Nakata J, Nakae Y, Hosen N, Oji Y, Tanaka T, Kawase I, Kumanogoh A, Sakamoto J, Doki Y, Mori M, Ohkusa T, Tajiri H, Sugiyama H.
  • 雑誌名: J Immunother. 巻: 37 ページ: 105-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a Wilms' tumor 1-derived immunogenic CD4(+) T-cell epitope that is recognized in the context of common Caucasian HLA-DR haplotypes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Anguille S, Fujiki F, Smits EL, Oji Y, Lion E, Oka Y, Berneman ZN, Sugiyama H.
  • 雑誌名: Leukemia. 巻: 27 ページ: 748-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] HLA-DPB1*05: 01-restricted WT1332-specific TCR-transduced CD4+ T lymphocytes display a helper activity for WT1-specific CTL induction and a cytotoxicity against leukemia cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Lin Y, Fujiki F, Katsuhara A, Oka Y, Tsuboi A, Aoyama N, Tanii S, Nakajima H, Tatsumi N, Morimoto S, Tamanaka T, Tachino S, Hosen N, Nishida S, Oji Y, Kumanogoh A, Sugiyama H.
  • 雑誌名: J Immunother. 巻: 36 ページ: 159-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional human Th17 clones with WT1-specific helper activity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tachino S, Fujiki F, Oka Y, Tsuboi A, Morimoto S, Lin YH, Tamanaka T, Kondo K, Nakajima H, Nishida S, Hosen N, Oji Y, Kumanogoh A, Sugiyama H.
  • 雑誌名: Cancer Immunol Immunother. 巻: 62 ページ: 801-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo eradication of MLL/ENL leukemia cells by NK cells in the absence of adaptive immunity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakata J, Nakano K, Okumura A, Mizutani Y, Kinoshita H, Iwai M, Hasegawa K, Morimoto S, Fujiki F, Tatsumi N, Nakajima H, Nakae Y, Nishida S, Tsuboi A, Oji Y, Oka Y, Sugiyama H, Kumanogoh A, Hosen N.
  • 雑誌名: Leukemia. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1038/leu.2013.374.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maintenance of complete remission after allogeneic stem cell transplantation in leukemia patients treated with Wilms tumor 1 peptide vaccine. (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda T, Hosen N, Fukushima K, Tsuboi A, Morimoto S, Matsui T, Sata H, Fujita J, Hasegawa K, Nishida S, Nakata J, Nakae Y, Takashima S, Nakajima H, Fujiki F, Tatsumi N, Kondo T, Hino M, Oji Y, Oka Y, Kanakura Y, Kumanogoh A, Sugiyama H.
  • 雑誌名: Blood Cancer J. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1038/bcj.2013.29.
  • 査読あり
• [雑誌論文] WT1 peptide immunotherapy for gynecologic malignancies resistant to conventional therapies: a phase II trial. (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyatake T, Ueda Y, Morimoto A, Enomoto T, Nishida S, Shirakata T, Oka Y, Tsuboi A, Oji Y, Hosen N, Nakatsuka S, Morita S, Sakamoto J, Sugiyama H, Kimura T.
  • 雑誌名: J Cancer Res Clin Oncol. 巻: 139 ページ: 457-63
  • 査読あり
• [備考] 大阪大学医学系研究科 免疫造血制御学研究室
  • URL: http://sahswww.med.osaka-u.ac.jp/~hmtonc/index.html