骨髄低酸素微小環境に潜む多発性骨髄腫幹細胞の根絶をめざした新規治療法の開発

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26461436
• 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: 横田 明日美 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (00571556)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 多発性骨髄腫 / 骨髄微小環境 / 低酸素環境 / TGF-β

研究実績の概要

低酸素環境（1% O2）で長期間安定して生存可能な多発性骨髄腫細胞株（HA-MM）を樹立し、その性状解析を行った。HA-MM株は幹細胞マーカー（Oct3/4、Sox2、Nanog、等）のmRNAを、Normoxia環境下で生存する親株に比して有意に高発現しており、免疫不全マウスを用いた移植実験において、HA-MM細胞はより少数の細胞での定着を認め、さらに二次移植実験においても親株に比べ生着率が高く、MM幹細胞の性状を有することを明らかにした。当初、MMの治療標的として有効であると報告してきたβ-カテニンに注目しシグナル解析を行ってきたが有意な差は認めなかった。他のシグナルとして、TGF-βシグナルに注目し検討したところ、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幹細胞維持に関与することが示唆された。そこでまず、SB化合物処理により、細胞周期に変化が起こるかを解析したところ、わずかではあるがSB化合物処理にてG0期分画の減少をもたらすことが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

仮説を立てたHA-MM細胞株でのWnt経路の活性化ではなくSmad経路の活性化のMM幹細胞維持機構への関与を示唆する結果を得たため、本経路分子をRNA干渉でノックダウンし解析を進めてきたが、血球細胞であるMM細胞への導入効率が悪くその改善に時間を要している。また低酸素適応MM細胞株の幹細胞性の検討においては、模擬骨髄作製の手技確立に時間を要することにより、若干の進捗の遅れがある。

今後の研究の推進方策

①基本的に平成26年度の研究を継続させ、低酸素適応MM細胞株におけるWnt経路以外の幹細胞維持シグナルとしてのSmad経路の解析を行う。骨髄間質細胞との共培養系を併用し、低酸素と間質細胞接着による幹細胞維持機構の関連分子をウエスタンブロッティング、およびreal-time RT-PCR法にて解析する。引き続き、候補分子をRNA干渉法やその機能阻害化合物を用いることで、HA-MM細胞の幹細胞性の変化を検証し、MM幹細胞の治療標的分子を明らかにする予定である。
②新たな標的分子として、活性酸素種の消去に関わるグルタチオン代謝を制御するC7orf24（γ-グルタミルシクロトランフェラーゼ）の発現を、親株のMM細胞株と幹細胞性を有するMM-HA細胞株で比較検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Rapamycin prolongs cardiac allograft survival in a mouse model by inducing myeloid-derived suppressor cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Nakao T, Yoshimura N, Ashihara E.
  • 雑誌名: Am J Transplant 巻: 15 ページ: 2364-2377
  • DOI: 10.1111/ajt.13276.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Targeting the canonical Wnt/β-catenin pathway in hematological malignancies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ashihara E, Takada T, Maekawa T.
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 1006 ページ: in press
  • DOI: doi: 10.1111/cas.12655.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effective internalization of U251-MG-sexcreted exosomes into cancer cells and characterization of their lipid components. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toda Y, Takata K, Nakagawa Y, Kawakami H, Fujioka S, Kobayashi K, Hattori Y, Kitamura Y, Akaji K, Ashihara E.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 456 ページ: 768-773
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pharmacological assessment of methamphetamine-induced behavioral hyperactivity mediated by dopaminergic transmission in planarian Dugesia japonica. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tashiro N, Nishimura K, Daido K, Oka T, Todo M, Toshikawa A, Tsushima J, Takata K, Ashihara E, Yoshimoto K, Agata K, Kitamura Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 449 ページ: 412-418
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2014.05.059.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Surface chemical approach to single-step measurement of antibody in human serum using localized surface plasmon resonance biosensor on microtiter plate system. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamichi J, Ojima T, Iida M, Yurugi K, Imamura T, Ashihara E, Kimura S, Maekawa T.
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 406 ページ: 4527-4533
  • DOI: doi: 10.1007/s00216-014-7833-5.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Parathyroid hormone enhances hematopoietic expansion via upregulation of cadherin-11 in bone marrow mesenchymal stromal cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yao H, Miura Y, Yoshioka S, Miura M, Hayashi Y, Tamura A, Iwasa M, Sato A, Hishita T, Higashi Y, Kaneko H, Ashihara E, Ichinohe T, Hirai H, Maekawa T.
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 32 ページ: 2245-2255
  • DOI: doi: 10.1002/stem.1701.
  • 査読あり
• [学会発表] Hypoxia-adapted myeloma cells possess stem cell characters. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ashihara E, Nakagawa Y, Yao H, Takada T, Yokota A, Miura Y, Takata K, Hirai H, Kitamura Y, Maekawa T.
  • 学会等名: 日本癌学会シンポジウム/共同利用・共同研究拠点シンポジウム がん幹細胞・微小環境・分子標的 ～がん進展制御への挑戦
  • 発表場所: 金沢（日本）
  • 年月日: 2015-01-21 – 2015-01-22
• [学会発表] Cancer cell tropism of glioblastoma-derived exosomes regulated by their lipid components. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toda Y, Takata K, Nakagawa Y, Kawakami H, Fujioka S, Kobayashi K, Hattori Y, Kitamura Y, Akaji K, Ashihara E.
  • 学会等名: FEBS EMBO 2014 8-30 9-4
  • 発表場所: Paris (France)
  • 年月日: 2014-08-30 – 2014-09-04
• [学会発表] Monocarboxylate transporter (MCT) 4, associated with the decrease of synovial fluid pH, is a novel therapeutic target of rheumatoid arthritis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujii W, Ashihara E, Nagahara H, Kukida Y, Kasahara A, Sagawa R, Sagawa T, Seno T, Yamamoto A, Kohno M, Oda R, Tokunaga E, Kubo, Kawahito Y.
  • 学会等名: Annual European Congress of Rheumatology 2014 (The biology of rheumatoid arthritis)
  • 発表場所: Paris (France)
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-14
• [備考] 京都薬科大学・生命薬科学系 病態生理学分野
  • URL: http://labo.kyoto-phu.ac.jp/seiri/seiri-j.html