研究課題
チロシンキナーゼであるBCR-ABL融合蛋白質が原因となって生じる慢性骨髄性白血病の予後は、チロシンキナーゼ阻害剤の登場によって大きく改善している。しかし、多くの症例では治療中止後の再発が問題となっている。このような再発や治療抵抗性の根源には白血病幹細胞が関わっていることが明らかとなってきた。したがってCML幹細胞の根絶を目指した制御機構の解明は喫緊の課題である。近年我々は、転写因子C/EBPbetaがBCR-ABLの下流で活性化され、骨髄球系への分化を促進するとともに白血病幹細胞を枯渇させる方向で作用することを見出した。しかし、実際にはCML幹細胞は長期に維持されることから生体内の微小環境ではC/EBPbetaの発現あるいは機能を抑制的に制御するメカニズムが働いていることを示唆する。本研究では骨髄の低酸素環境に注目し、C/EBPbetaの発現・機能を制御するメカニズムを解明するとともに、その抑制を解除することで、C/EBPbetaによるCML幹細胞の枯渇を誘導するというCMLの根治に向けた新たな治療戦略の確立を目指している。我々は、まずCML細胞株を低酸素環境下で馴化させた細胞亜株(hypoxia-adopted: HA株)を樹立した。HA株は通常の酸素分圧で培養している親株と比較してC/EBPbetaのmRNAおよび蛋白質レベルでの発現が低下し、この変化は可逆的であった。また、低酸素下でのC/EBPbetaの発現低下は、試験管内でのインターフェロンや顆粒球コロニー刺激因子、トロンボポイエチンなどのサイトカイン刺激では解除されなかった。しかし、マウス骨髄細胞にレトロウイルスを用いてBCR-ABLを遺伝子導入した後に骨髄移植したマウスCMLモデルでは、サイトカイン投与によるC/EBPbetaの発現上昇を介して、CML幹細胞が枯渇するという予備的実験結果が得られた。
3: やや遅れている
低酸素により、C/EBPbetaの発現が負に制御されているという現象は、用いた二種類の細胞株で示すことができた。また、この変化は酸素分圧の変化に対しては可逆的に変化するということも明らかとなった。試験管内ではサイトカインによってC/EBPbetaの発現低下を解除させることはできなかったが、生体モデルではサイトカインによりC/EBPbetaの機能亢進が誘導できたことを示しており、本来の目的であるC/EBPbetaによるCML幹細胞の枯渇誘導という狙いは達成されている。実験動物施設の度重なる微生物汚染によって計画は遅延気味であるが、目的にむかって着実に進行している。
上述のように、サイトカイン刺激に対するC/EBPbetaの変化は試験管内と生体内のモデルにおいて、それぞれ結果が異なっている。この差を生じるメカニズムについて明らかにするために、1)低酸素のマスター遺伝子であるHIF1alphaのC/EBPbeta発現制御における関与について、レトロウイルスによる過剰発現系、ノックダウン系と骨髄移植を組み合わて、明らかにする。 2)生体内でのサイトカイン投与が骨髄中の低酸素環境の分布や広がりを変化させている可能性について明らかにする。この結果によって、サイトカイン投与によってCML幹細胞を枯渇させるという治療背略におけるC/EBPbetaと低酸素の関与を明らかにする予定である。
実験動物施設の微生物による汚染のためにマウスの繁殖およびマウスを用いた実験の一部に遅延が生じている。マウスを用いた実験には、サイトカイン、遺伝子導入試薬、マウス購入などの費用を計上しており、遅延した分を次年度に持ち越すこととなった。
実験動物施設の汚染問題は現時点では解決しており、動物実験は順次施行可能となっている。当該費用はマウスの購入や維持、抗体・試薬やプラスチック器具など消耗品の購入に充当する。また成果発表や研究打合わせのための旅費なども計上する予定である。
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