骨肉腫罹患犬におけるSynthetic Tough Decoy (S-TuD)の臨床試験
メンバー: 打出毅、伊藤博
分野: 動物生命科学、内科系臨床医学、基礎医学
所属: 農学研究院動物生命科学部門獣医外科学研究室
キーワード: 腫瘍幹細胞、mRNA-133a、イヌ骨肉腫
研究概要
近年、ヒトの医療では細胞内に発現しているmicroRNAのコントロールを行う「核酸医薬」という考えが注目を集めている。microRNAとは細胞内に存在する長さ21-25塩基長の1本鎖RNAであり、遺伝子発現の抑制を担っているnon-codingRNAである[3]。獣医療の臨床現場において、Synthetic TuDなどを用いた「核酸医薬」が臨床に応用されるまでの過程の中で、標的とするmicroRNAが腫瘍細胞内で発現が亢進しているか、及び、標的microRNAの機能阻害によって転移を抑制することが可能なのか、が重要となる。今回、核酸医薬によるがん治療を目的に、採材した腫瘍組織及び血清からmicroRNA133aの発現や推移、並びに症例の転移や再発の有無を追跡調査した。今回の試験により、犬骨肉腫腫瘍細胞にも、microRNA133aが高次に発現しており、かつそれが予後の指標になり得るとともに骨肉腫の肺転移を抑制することが示唆された。また、この試験の結果により、人医療の核酸医薬が獣医療にも適用でき、またその成果が人医療に還元できることが示唆され、今回得られた結果が今後、担がん犬における核酸医薬の臨床応用での一助になることが言える。
主要論文・参考事項
Antitumor effect of chondroitin sulfate-coated ternary granulocyte macrophage-colony-stimulating factor plasmid complex for ovarian cancer.
Hamada K, Yoshihara C, Ito T, Tani K, Tagawa M, Sakuragawa N, Itoh H, Koyama Y.
J Gene Med. 2012 Feb;14(2):120-7. doi: 10.1002/jgm.1647.
Gene therapy for oral squamous cell carcinoma with IAI.3B promoter-driven oncolytic adenovirus-infected carrier cells.
Zhang T, Hamada K, Hyodo M, Itoh H, Tani K, Goda H, Nakashiro K, Hamakawa H.
Oncol Rep. 2011 Mar;25(3):795-802. doi: 10.3892/or.2010.1130. Epub 2010 Dec 30.
Carrier cell-mediated cell lysis of squamous cell carcinoma cells by squamous cell carcinoma antigen 1 promoter-driven oncolytic adenovirus.
Hamada K, Zhang T, Desaki J, Nakashiro K, Itoh H, Tani K, Koyama Y, Hamakawa H.
J Gene Med. 2010 Jun;12(6):545-54. doi: 10.1002/jgm.1467.
犬の脂肪幹細胞を用いた脊髄損傷と重度肝疾患の有効性
脂肪組織に存在する幹細胞は、多能性を有していることから再生医療への臨床応用が期待されている。今回、我々は既存療法では治療が困難、もしくは 改善がみられない犬の脊髄損傷及び重度肝臓障害の症例を対象に、他家(Allogenic)の皮下脂肪から分離された脂肪由来間葉系細胞を局所お よび静脈から投与してその臨床における有効性を評価した。脊髄損傷疾患;65症例の内、GradeⅣ以上を示したのは、60症例(92%)とほとんどが重症度の高い症例であった。排便や排尿あるいは痛みなどの症状が改善した症例は、(48%~58%)半数に認められたが、目的としている歩 行が可能になった症例は僅か2例(3%)のみであった。総合的な評価としては、Gradeが高く脂肪幹細胞投与時までに100日以上も長く経過し た症例では、改善効果が低かった。しかしながら、我々の臨床試験では、GradeⅤで半年も起立できなかった症例や起立出来ず食事を取るにも介助 を必要とした重症な症例では、数回の投与で起立も可能となり症状も改善していた。このことから、今回の脂肪幹細胞投与による症状の改善と歩行不能 の因果関係を特定することは際めて難しく今後例数を積み重ねて詳細な分析を行うことが重要であると思われた。重症肝疾患;肝疾患の標準療法としては、薬物による治療方法が一般的であるが、物理的な総胆管の閉塞(腫瘍や胆管結石など)、腫瘍、中毒などに起 因する場合は、肝機能の低下によって生じる諸症状の緩和をすることにのみ効力を発揮するため、進行性の場合、あるいは重症化した場合などには効果 が期待できない。しかしながら、マウスにおける人工的な肝障害による実験では、脂肪幹細胞の投与により傷害された肝細胞の再生・活性作用や抗炎症作用などが認められ、酵素の減少による改善が確認された。治験の適格基準をクリアした11例中9例では、脂肪由来間葉系幹細胞投与後に肝臓機能数値の明らかな改善が認められ、臨床症状においても良好な経 過が得られた。ただし、1回の幹細胞投与のみで改善が見られた症例は無く、投与後も数値の悪化が進む症例や下降、上昇を繰り返す症例も見られた が、全症例で正常域に帰す傾向が遅くとも投与後8週目から80%を超える症例で認められた。さらに、6症例(55%)の症例は、投与後2回目から明らかに、肝酵素値の改善を示した。
お問い合わせ先
東京農工大学・先端産学連携研究推進センター
urac[at]ml.tuat.ac.jp([at]を@に変換してください)
A Clinicacal test of Synthetic Tough Decoy for dogs bearing Osteosarcoma
Research members: Tsuyoshi Uchide PhD., Hiroshi ITOH PhD.
Research fields: Animal life science, Clinical internal medicine, Basic medicine
Departments: Veterinary Surgery, Division of Animal Life Science, Institute of Agriculture
Keywords: Cancer stem cell,Synthetic Tough Cecoy RNA,Canine Osteosarcoma
Summary
MicroRNAs are short single strand RNA, which function in RNA-silencing and regulate gene expression at post transcriptional level. MicroRNAs involve with cell malignant transformations and acquisition of metastatic ability. In the various tumors, specific miRNA’s expression is induced or suppressed individually. Moreover, by the correction them, it can be observed with the loss of properties of metastasis and resistance to drugs of the cancer.
In human osteosarcoma (OS), it is revealed a small subset cells with over expression of microRNA133a (miR-133a) have abilities to metastasize and resist to drugs, which are suggested relation to cancer stem cells. Moreover, in in-vitro, those abilities disappear by the loss of activity of the miR-133a. Therefore, it is expected radical cure can be practiced if miR-133a can be controlled in case of OS. As a new drug, Synthetic tough decoy RNA (S-TuD) has been invented which differs from current microRNA inhibitor on the point it can depress microRNA’s activity without plasmid or virus vectors. However, it proved only in nude mice transplanted SaOS2-luc cell, therefore the efficiency of S-TuD for dogs bearing cancer is unknown.
Recently, we showed the safety of S-TuD for healthy dogs, and then practiced clinical trial of S-TuD for tumor-bearing dogs. We could have obtained 8 OS cases and one malignant mesenchymal tumor case as subjects for S-TuD clinical test. We performed preoperative administration of S-TuDantimiR-133a 0.1mg/kg twice if it could be done, and amputation tumor. After amputation, we dosed carboplatin and S-TuD in multiple times in all the cases, and then checked recurrence and metastasis. At the same time, we collected sera, tumor tissues, and normal tissues from the cases, then quantitate the expression level of miR-133a by qRT-PCR, with saw how the level changed. As a result, in all cases that we could obtained tumor tissues, miR-133a had expressed, and miR-133a had been observed in all cases sera.
Moreover, in the two cases, the expression level of miR-133a in serum had reduced after dose of S-TuD. But other two cases had been dead in short term. To check efficacy of S-TuD, we have to investigate further whether metastasis or recurrence occur in surviving cases. In this report, we have showed OS cells in dogs express miR-133a, and miR-133a in their serum may be promising biomarkers for prognosis. In addition, S-TuD may be able to reduce the expression level of miR-133a for dogs in serum bearing OS. These results demonstrate the usefulness of the clinical application of nucleic acid medicine for cancer bearing dogs in the future.
Reference articles and patents
Antitumor effect of chondroitin sulfate-coated ternary granulocyte macrophage-colony-stimulating factor plasmid complex for ovarian cancer.
Hamada K, Yoshihara C, Ito T, Tani K, Tagawa M, Sakuragawa N, Itoh H, Koyama Y.
J Gene Med. 2012 Feb;14(2):120-7. doi: 10.1002/jgm.1647.
Gene therapy for oral squamous cell carcinoma with IAI.3B promoter-driven oncolytic adenovirus-infected carrier cells.
Zhang T, Hamada K, Hyodo M, Itoh H, Tani K, Goda H, Nakashiro K, Hamakawa H.
Oncol Rep. 2011 Mar;25(3):795-802. doi: 10.3892/or.2010.1130. Epub 2010 Dec 30.
Carrier cell-mediated cell lysis of squamous cell carcinoma cells by squamous cell carcinoma antigen 1 promoter-driven oncolytic adenovirus.
Hamada K, Zhang T, Desaki J, Nakashiro K, Itoh H, Tani K, Koyama Y, Hamakawa H.
J Gene Med. 2010 Jun;12(6):545-54. doi: 10.1002/jgm.1467.
Availability of adipose-derived stem cells on canine spinal injury and severe hepatic disorder
Adipose-derived stem cell, which has pluripotentiality is expected to beused in regeneration medicine. In our study, adipose-derived stem cellsisolated from subcutaneous adipocytes allogenically are injectedntravenously or locally to patient dogs with spinal injury or severehepatic disorders, which are incurable with existing treatments.
Contact
University Research Administration Center(URAC),
Tokyo University of Agriculture andTechnology
urac[at]ml.tuat.ac.jp
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