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。

BIM 是一种促凋亡蛋白，最近被证明具有抑制自噬的能力。此外，据报道，编码 BIM 的基因中的缺失多态性会导致慢性粒细胞白血病 (CML) 和肺癌对酪氨酸激酶抑制剂 (TKI) 产生耐药性。在CML中，在低氧张力的内膜周围的微环境中存在白血病干细胞被认为是复发的一个因素，并且它们通过对缺氧做出反应来维持干细胞特性并获得治疗抵抗性。据报道，BIM 是一种基因，其表达受到缺氧反应因子 (HIF) 的负调控。本研究以BIM参与细胞凋亡和自噬的调控为研究对象，旨在阐明BIM参与TKI耐药的分子机制，并取得了以下成果。 1)我们证实BIM在CML细胞中的表达水平显着低于正常细胞，而且在CML细胞的干细胞部分中也显着降低。 2）当使用CRISPR/Cas9方法创建BIM缺陷的白血病细胞系时，它表现出很强的TKI抵抗性和增强的自噬活性。 3）通过联合使用自噬抑制剂并创建自噬相关基因Atg7和BIM双缺陷菌株，我们发现自噬增强对TKI耐药的贡献是有限的。 4) 我们证实，通过联合使用 BH3 模拟物 (ABT-737)，BIM 缺陷菌株可以克服 TKI 耐药性，并揭示由于 BIM 缺陷导致的 BAX 失活是 TKI 耐药性的一个因素。从以上结果可以认为，BIM表达的降低有助于癌症干细胞中的TKI耐药性。此外，我们发现通过使用激活 BAX 的 BH3 模拟药物可以克服由于 BIM 减少而导致的 TKI 耐药性。