新規オートファジー制御因子による白血病幹細胞の治療抵抗性機構の解明

新型自噬调节因子阐明白血病干细胞的治疗耐药机制

• 批准号: 16K14617
• 负责人: 金子 聡子
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16K14617/
• 关键词: 癌; 治療抵抗性; BIM; オートファジー; アポトーシス; がん幹細胞

アポトーシス促進性タンパク質であるBIMは、オートファジーを抑制するはたらきがあることが最近明らかとなった。また、BIMをコードする遺伝子に欠失多型を有すると、チロシンキナーゼ阻害剤(TKI)に抵抗性を示すことが、慢性骨髄性白血病(CML)や肺がんにおいて報告されている。CMLでは、酸素分圧の低い骨内膜周辺のニッチに存在する白血病幹細胞の存在が再発の要因とされ、低酸素応答を行うことで幹細胞形質を維持し、治療抵抗性を獲得していると考えられている。BIMは低酸素応答因子(HIF)により発現が負に制御されることが報告されている遺伝子である。本研究では、アポトーシスとオートファジー両方の調節に関わるBIMに注目し、BIMが関与するTKI抵抗性の分子機序を明らかにすることを目的として研究を行い、以下の成果を上げた。1) BIMの発現量は、正常細胞よりもCML細胞において、さらにCML細胞の中では幹細胞分画において、有意に低下していることを確認した。2) 白血病細胞株において、CRISPR/Cas9法によりBIM欠損株を作製したところ、強いTKI抵抗性とオートファジー活性の亢進を示した。3) オートファジー阻害剤の併用およびオートファジー関連遺伝子Atg7とBIMの二重欠損株の作製により、オートファジー亢進のTKI抵抗性への寄与は限定的であることを明らかにした。4) BH3模倣薬(ABT-737)の併用により、BIM欠損株でTKI抵抗性が克服されることを確認し、BIM欠損によるBAXの不活化がTKI抵抗性の要因であることを明らかにした。以上の結果から、がん幹細胞において、BIMの発現量の低下がTKI抵抗性に寄与していると考えられる。また、BIMの低下によるTKI抵抗性は、BAXを活性化するBH3模倣薬を併用することで克服できる可能性を明らかにした。

最近已经显示，促凋亡蛋白BIM具有抑制自噬的能力。此外，在慢性髓样白血病（CML）和肺癌中据报道，如果在编码BIM的基因中存在缺失多态性，则它对酪氨酸激酶抑制剂（TKIS）具有抗药性。在CML中，认为氧气低的内列甲基细胞中存在白血病干细胞的存在被认为会引起复发，并且相信通过执行低氧反应，保持了干细胞性状，可以保持干细胞的性状并实现了治疗耐药性。 BIM是一个基因，据报道受到缺氧反应因子（HIF）的负调节。在这项研究中，我们专注于涉及细胞凋亡和自噬的调节的BIM，并进行了一项研究，目的是阐明参与BIM的TKI耐药性分子机制，并获得以下结果。 1）证实，CML细胞中BIM的表达水平明显低于正常细胞中的BIM表达水平，而在CML细胞中的干细胞部分中的表达水平。 2）在白血病细胞系中，通过CRISPR/CAS9方法制备BIM缺陷菌株，并显示出强大的TKI耐药性和自噬活性增加。 3）自噬抑制剂的组合和自噬相关基因ATG7和BIM的双重缺陷菌株的产生表明，自噬对TKI耐药性增加的贡献受到限制。 4）我们证实了BH3模拟物（ABT-737）的组合克服了BIM缺陷菌株中TKI的抗性，并揭示了由于BIM缺乏引起的BAX失活是TKI抗性的因素。基于上述结果，认为BIM表达水平的降低有助于癌症干细胞的TKI耐药性。此外，已经揭示了通过使用激活Bax的BH3模拟物可以克服BIM降低引起的TKI耐药性。