研究課題
申請者らはマウスにおける新規造血幹細胞マーカーとしてendothelial cell-selective adhesion molecule (ESAM)を報告した。そこで本研究では、ESAMを表面マーカーとして用いることにより、ヒト造血幹細胞の純化効率を向上させることを目的として解析を行った。現在臨床的に用いられている全ての造血幹細胞ソース（骨髄、G-CSF投与後末梢血、臍帯血）のいずれにおいても、CD34+CD38-細胞のESAM高発現分画に、多能性前駆細胞が濃縮された。また、臍帯血のCD34+CD38-分画をESAMの発現強度をもとにESAM(-/Low)、ESAM(High)、ESAM(Bright)の3分画に分け、免疫不全マウスへの移植実験を行った結果、ESAM(High)分画のみが免疫不全マウスで長期の造血再構築能を示し、ESAMの発現強度を指標とすることで造血幹細胞の純化効率を向上させられることが明らかとなった。表面マーカーや遺伝子発現解析により、臍帯血CD34+CD38-ESAM(Bright)細胞は血管内皮系に関連する細胞であることが示唆された。さらに、白血病細胞におけるESAM発現の意義についても検討を行った。ヒト急性リンパ性白血病においてはESAM発現はほぼ見られなかったのに対して、急性骨髄性白血病の多くの症例でESAM発現を認めた。また、ヒト急性骨髄性白血病の細胞株であるKG-1a細胞は元来ESAMを発現していないが、免疫不全マウスに移植して白血病を再構築したKG-1a細胞では、高いESAM発現を認めた。さらに、再構築後のKG-1a細胞をESAM発現強度をもとに分離し、それぞれを免疫不全マウスへ移植すると、ESAM陽性KG-1a細胞でのみ、骨髄への生着が認められた。このことから、白血病細胞表面のESAM発現は骨髄への親和性と関連していることが示唆された。ここまでの研究結果は、Experimental Hematology誌に報告した。
2: おおむね順調に進展している
本研究は、ESAM発現を指標としたヒト造血幹細胞純化法の開発を第一の目的とし、白血病細胞におけるESAM発現の検討、および白血病幹細胞の同定や機能解析への応用を目指した。平成26年度の研究計画として掲げた、ESAM発現を指標としたヒト造血幹細胞純化効率の向上について、免疫不全マウスへの移植実験を追加し、さらなる知見が得られた。具体的には、CD34+CD38-細胞をESAM発現強度を指標として3分画に分け、それぞれを免疫不全マウスへ移植することで、ESAM発現強度と長期造血再構築能との関連を検討した。この結果、ESAM(High)分画細胞のみが長期造血再構築能を示し、ESAM発現を指標としてヒト造血幹細胞の濃縮効率を向上させられることが明らかとなった。また、当初の平成27年度以降の計画として、(1) ヒト白血病細胞におけるESAM発現パターンの解析、(2) ヒト白血病細胞におけるESAM発現の機能的意義の検討を挙げており、計画に基づいて研究を行った。(1)については、症例数を増やして解析を進めた結果、急性リンパ性白血病では細胞表面にESAM発現はほぼ見られない一方で、急性白血病では約3分の2の症例でESAM発現を認めることが明らかとなった。さらに、急性骨髄性白血病細胞株であるKG-1aを用いた実験により、細胞表面のESAM発現は環境によって変化しうること、および細胞表面のESAM発現は骨髄への親和性と関連しているという結果を得た。これはヒト白血病細胞におけるESAMの機能的な意義を示唆しており、白血病幹細胞の同定に繋がることも期待される。ここまでの研究成果は、Experimental Hematology誌に論文として報告することができた。以上の成果から判断すると、本研究は順調に進展していると考えられる。
本年度までの研究は順調に進展している。今後は、白血病細胞におけるESAM発現の機能的な意義について、さらに詳細な検討を行っていきたい。本年度までの白血病症例の解析により、急性リンパ性白血病ではESAM発現がほぼ見られないこと、急性骨髄性白血病では多くの症例でESAM発現が見られることを明らかとした。急性骨髄性白血病はさらに複数の病型に細分類されるが、これまでの解析結果では、同じ病型の急性骨髄性白血病であってもESAM発現には症例ごとに大きな違いがみられることが分かってきた。このESAM発現の違いが臨床経過、具体的には抗腫瘍薬に対する抵抗性や再発のしやすさ等に関連しているのかどうか、さらに症例数を蓄積して検討する。同一患者の経時的なサンプルを用いて、初発時、再発時など病期の進展とともにESAM発現パターンが変化するのかについても検討を行う。また、KG-1a細胞を用いた実験では、細胞表面のESAM発現は周囲の環境によって変化することが示唆された。さらにESAM陽性となったKG-1a細胞は、ESAM陰性のKG-1a細胞と比較して骨髄への親和性が高いと考えられた。これまではKG-1a細胞のみを用いた検討であり、今後は他の白血病細胞株を用いて同様の実験を行い、周囲の環境によるESAM発現の変化は白血病細胞に一般的にみられる事象であるのかどうかを解析する。また、ESAM発現の違いを指標に、「白血病幹細胞」としての性質をもつ細胞を濃縮できるかどうかについても併せて検討する。
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すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)
Experimental Hematology
巻: 44 ページ: 269-281
10.1016/j.exphem.2015.12.010
