骨髄異形成症候群における網羅的遺伝子変異解析に関する研究

• Project/Area Number: 11J04875
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Hematology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 永田 安伸 東京大学, 医学部附属病院, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 骨髄異形成症候群 / スプライシング / 次世代シークエンサー / 標的シークエンス / ゲノム / 鉄芽球性貧血

Research Abstract

骨髄異形成症候群の患者29例について全エクソン解析を行い、RNAスプライシングに関わる異常を含む様々な機能的パスウェイを有する遺伝子が同定された。また本解析で発見された以外にも腫瘍化に関わる遺伝子群が報告されており、高頻度に変異し腫瘍化に直接かかわる遺伝子104個を抽出し944例という多数症例について標的シークエンス解析を行った。
遺伝子異常は99個の遺伝子、864症例(91.5%)に認められ、1症例あたり3個の変異/欠失が確認された。10%以上の頻度で変異していた遺伝子は、SF3B1, TET2, ASXL1, SRSF2, DNMT3A, RUNX1の6個であり、有意に変異が認められたのは47個の遺伝子であった。これらは様々な機能的パスウェイに分類され、最も高頻度であったのはRNAスプライシング、64%であり、続いてDNAメチル化、クロマチン修飾、転写因子、シグナル伝達の順であった。
しかし、最も重要で新たに得られた知見は100以上の複数の遺伝子異常の状況が判明し、それらがMDS患者の臨床決断を促すための予後予測モデルを改善させたことである。実際に複数の遺伝子変異/欠失と予後には相関が認められ、今までにないモデルを構築する助けとなった。COX回帰によって遺伝学的因子が評価され、LASSO法の正則化によりモデル作成に関わる因子が決定された。年齢や性別、IPSS-Rに用いられるような臨床的な指標と予後に有意な影響を及ぼす14個の遺伝学的な指標を組み合わせることで新たに4つのリスクグループを区別し、有意に生存率を分類することが可能であった。赤池情報量規準などを用いて、臨床指標(IPSS-R)や遺伝学的指標をそれぞれ単独で用いた場合と比較した場合、このモデルは最も鋭敏に予後を分類することが判明した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

29症例の全エクソン解析で同定された新規の標的遺伝子について、別の多数症例コホート(944例)において解析が進行しそれらの病態に関する関与や他の共通した遺伝子との関連がより詳細に同定されたから。

Strategy for Future Research Activity

本研究において明らかとなった遺伝子異常の病態への関与と新規の予後予測モデル構築において、研究室レベルではなく実際の臨床現場で応用可能な技術にまで発展させていく必要がある。FLT3やJAK2などいくつかの遺伝子異常に対しては分子標的薬の開発が進行しており、これらを高感度で同定することにより早期治療介入が可能となり、予後を改善させることが期待される。今後、次世代シークエンサーのコストはさらに下がることが予測され、ベッドサイドにおいて、この研究から構築された遺伝学的指標を組み合せた精度の高い予後予測モデルを適応することで、難治性であるMDS患者の治療決定に寄与し、結果として治療成績が向上することを展望とする。

Research Products

• [Journal Article] Landscape of genetic lesions in 944 patients with myel odysplastic syndromes. (2014)
  • Author(s): Haferlach T, Nagata Y, Grossmann V, Okuno Y, Bacher U, Nagae G, Schnittger S, Sanada M, Kon A, Alpermann T, Yoshida K, Roller A, Nadarajah N, Shiraishi Y, Shiozawa Y, Chiba K, Tanaka H, Koeffler HP, Klein HU, Dugas M, Aburatani H, Kohlmann A, Miyano S, Haferlach C, Kern W, Ogawa S.
  • Journal Title: Leukemia Volume: 28(2) Issue: 2 Pages: 241-7
  • DOI: 10.1038/leu.2013.336
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Concurrent loss of Ezh2 and Tet2 cooperates in the pathogenesis of myelodysplastic disorders. (2013)
  • Author(s): Muto T, Sashida G, Oshima M, Wendt GR, Mochizuki-Kashio M, Nagata Y, Sanada M, Miyagi S, Saraya A, Kamio A, Nagae G, Nakaseko C, Yokote K, Shimoda K, Koseki H, Suzuki Y, Sugano S, Aburatani H, Ogawa S, Iwama A.
  • Journal Title: The Journal of Experimental Medicine Volume: 210(12) Issue: 12 Pages: 2627-39
  • DOI: 10.1084/jem.20131144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] BCOR and BCORL1 mutations in myelodysplastic synd romes and related disorders. (2013)
  • Author(s): Damm F, Chesnais V, Nagata Y, Yoshida K, Scourzic L, Okuno Y, Itzykson R, Sanada M, Shiraishi Y, Gelsi-Boyer V, Renneville A, Miyano S, Mori H, Shih LY, Park S, Dreyfus F, Guerci-Bresler A, Solary E, Rose C, Cheze S, Prebet T, Vey N, Legentil M, Duffourd Y, de Botton S, Preudhomme C, Birnbaum D, Bernard OA, Ogawa S, Fontenav M, Kosmider O.
  • Journal Title: Blood Volume: 122(18) Issue: 18 Pages: 3169-77
  • DOI: 10.1182/blood-2012-11-469619
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An empirical Bayesian framework for somatic mutation detection from cancer genome sequencing data (2013)
  • Author(s): Shiraishi Y, Sato Y, Chiba K, Okuno Y, Nagata Y, Yoshida K, Shiba N, Hayashi Y, Kume H, Homma Y, Sanada M, Ogawa S, Miyano S.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: (2013 Mar 6. Epub ahead of print)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Frequent pathway mutations of splicing machinery in myelodysplasia (2011)
  • Author(s): Yoshida K, Sanada M, Shiraishi Y, Nowak D, Nagata Y, Yamamoto R, Sato Y, Sato-Otsubo A, Kon A, Nagasaki M, Chalkidis G, Suzuki Y, Shiosaka M, Kawahata R, Yamaguchi T, Otsu M, Obara N, Sakata-Yanagimoto M, Ishiyama K, Mori H, Nolte F, Hofmann WK, Miyawaki S, Sugano S, Haferlach C, Koeffler HP, Shih LY, Haferlach T, Chiba S, Nakauchi H, Miyano S, Ogawa S
  • Journal Title: Nature Volume: 478 Pages: 64-9
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Landscape of genetic lesions in 944 patients with Myel odysplastic syndromes (2013)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Torsten Haferlach, Vera Grossmann, Yusuke Okuno, Ulrike Bacher, Genta Nagae, Susanne Schnittger, Yusuke Shiozawa, Ayana Kon, Tamara Alpermann, Kenichi Yoshida, Masashi Sanada, Andreas Roller, Niroshan Nadarajah, Yuichi Shiraishi, Phil Koeffler, , Hans-Ulrich Klein, Martin Dugas, Kenichi Chiba, Hiroko Tanaka, Alexander Kohlmann, Satoru Miyano, , Claudia Haferlach, Hiroyuki Aburatani, Wolfgang Kern, Seishi Ogawa
  • Organizer: 2013 ASH Annual Meeting and Exposition
  • Place of Presentation: New Orleans (USA)
  • Year and Date: 2013-12-09
• [Presentation] Landscape of genetic lesions in 944 patients with Myel odysplastic syndromes (2013)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Torsten Haferlach, Vera Grossmann, Yusuke Okuno, Ulrike Bacher, Genta Nagae, Susanne Schnittger, Yusuke Shiozawa, Ayana Kon, Tamara Alpermann, Kenichi Yoshida, Masashi Sanada, Andreas Roller, Niroshan Nadarajah, Yuichi Shiraishi, Phil Koeffler, , Hans-Ulrich Klein, Martin Dugas, Kenichi Chiba, Hiroko Tanaka, Alexander Kohlmann, Satoru Miyano, , Claudia Haferlach, Hiroyuki Aburatani, Wolfgang Kern, Seishi Ogawa
  • Organizer: 第75回日本血液学会学術集会
  • Place of Presentation: 北海道
  • Year and Date: 2013-10-13
• [Presentation] TET2 mutations revealed by whole genome sequencing in adult T-cell leukemia (2012)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Yusuke Okuno, Aiko Sato, Yuichi Shiraishi, Kenichi Chiba, Hiroko Tanaka, Kenichi Yoshida, Masashi Sanada, Ken Ishiyama, Shuichi Miyawaki, Akira Kitanaka, Kazuya Shimoda, Satoru Miyano, Seishi Ogawa
  • Organizer: 54th ASH Annual Meeting
  • Place of Presentation: Atlanta, USA
  • Year and Date: 2012-12-09
• [Presentation] TET2 mutations revealed by whole exome sequencing in adult T-cell leukemia (2012)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Masashi Sanada, Tetsuichi Yoshizato, Ayana Kon, Yusuke Okuno, Kenichi Yoshida, Yusuke Sato, Yuichi Shiraishi, Aiko Sato, Ken Ishiyama, Atae Utsunomiya, Kazunari Yamaguchi, Yasuaki Yamada, Koichi Oshima, Satoru Miyano, Syuichi Miyawaki, Toshiki Watanabe, Seishi Ogawa
  • Organizer: 第74回日本血液学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2012-10-19
• [Presentation] 全エクソン解析により明らかとなった成人T細胞性白血病におけるTET2変異 (2012)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Masashi Sanada, Kenichi Yoshida, Yuichi Shiraishi, Aiko Sato, Atae Utsunomiya, Kazunari Yamaguchi, Yasuaki Yamada, Koichi Oshima, Satoru Miyano, Syuichi Miyawaki, Toshiki Watanabe, Seishi Ogawa
  • Organizer: 第71回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2012-09-21
• [Presentation] Rare mutations of splicing machinery in MDS with complex karyotypes (2012)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Masashi Sanada, Ayana Kon, Kenichi Yoshida, Yusuke Okuno, Yuichi Shiraishi, Aiko Sato, Hiraku Mori, Ken Ishiyama, Mamiko Sakata-Yanagimoto, Naoshi Obara, Masao Nagasaki, Shuichi Miyawaki, Shigeru Chiba, Satoru Miyano, Shih Lee Yung, H. Phillip Koeffler, Seishi Ogawa
  • Organizer: 17th Congress of the European Hematology Association
  • Place of Presentation: Amsterdam, Netherlands
  • Year and Date: 2012-06-15
• [Presentation] Integral view of copy number alteration and commonly targeted genes in MDS and related myeloid neoplasm found a new aspect of correlation and interrelationship with mutated components of the RNA splicing machinery (2012)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Masashi Sanada, Ayana Kon, Kenichi Yoshida, Yusuke Okuno, Yuichi Shiraishi, Aiko Sato, Hiraku Mori, Ken Ishiyama, Mamiko Sakata-Yanagimoto, Naoshi Obara, Masao Nagasaki, Shuichi Miyawaki, Shigeru Chiba, Satoru Miyano, Shih Lee Yung, H. Phillip Koeffler, Seishi Ogawa
  • Organizer: AACR 103rd Annual Meeting
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2012-04-06
• [Presentation] Integrated genomic analyses of MDS found new relationships of RNA splicing pathway mutations with copy number changes and commonly mutated genes (2011)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Masashi Sanada, Ayana kon, Ryoichiro Kawahata, Kenichi Yoshida, Aiko Matsubara, Yuichi Shiraishi, Masao Nagasaki, Satoru Miyano, Hiraku Mori, Lee-Yung Shih, HP Koeffler, Seishi Ogawa
  • Organizer: 53rd ASH Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2011-12-12
• [Presentation] 次世代シークエンサーでのMDS大規模スタディにより明らかとなった新規の興味深い機能を有する変異遺伝子群 (2011)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Kenichi Yoshida, Aiko Matsubara, Ryoichiro Kawahata, Yuichi Shiraishi, Hiraku Mori, Masao Nagasaki, H.Philip, Koeffler, Lee-Yung Shih, Satoru Miyano, Masashi Sanada, Seishi Ogawa
  • Organizer: 第73回日本血液学会学術集会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2011-10-15
• [Presentation] 次世代シークエンサーを用いたバーコード法による網羅的な解析により、MDSにおいて新たな標的遺伝子のプロファイルを同定した (2011)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Kenichi Yoshida, Aiko Matsubara, Ryoichiro Kawahata, Yuichi Shiraishi, Hiraku Mori, Masao Nagasaki, H.Philip, Koeffler, Lee-Yung Shih, Satoru Miyano, Masashi Sanada, Seishi Ogawa
  • Organizer: 第70回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2011-10-04
• [Presentation] Next-generation sequencing technology combined with multiplexed barcoded samples of myelodys plastic syndromes reveals an abundance of target gene mutations (2011)
  • Author(s): Yasunobu Nagata, Masashi Sanada, Ayana kon, Ryoichiro Kawahata, Kenichi Yoshida, Aiko Matsubara, Yuichi Shiraishi, Masao Nagasaki, Satoru Miyano, Hiraku Mori, Lee-Yung Shih, HP Koeffler, Seishi Ogawa
  • Organizer: The 11th International Symposium on Myelodysplastic Syndromes
  • Place of Presentation: Edinburgh, Scotland
  • Year and Date: 2011-05-21