骨髄系腫瘍における網羅的エクソーム・ゲノム解析

• Project/Area Number: 15H06324
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Tumor biology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 牧島 秀樹 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40402127)
• Project Period (FY): 2015-08-28 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 骨髄系腫瘍 / ゲノム解析

Outline of Annual Research Achievements

平成27年度には、MDSおよびMDS関連疾患（MDS/MPN・二次性AML）において、たんぱく質をコードするゲノム領域の体細胞変異をターゲットとして全エクソームシーケンスを行った。これまで解析済の検体に加えて、合計で100例以上を解析したのち、48遺伝子にドライバー変異を発見した。続いて、ドライバー遺伝子に基づいて標的遺伝子深度シーケンスのパネルを作成し、コホートをさらに拡大して体細胞変異を検索した。この際、遺伝子変異の各フェノタイプにおける頻度がエクソームシーケンスと標的シーケンスで再現できるかを確認し、結果の妥当性を確保した。さらに、エクソームおよび標的シーケンスを用いて経時的な解析を行い、①病初期に獲得される変異と進展期に獲得される変異を分類(TET2, DNMT3Aなど)。②サブクローンのうち進展期に腫瘍全体を占めまでに増加する変異を同定（PHF6、IDH2など）。③経過中に治療などにより消失する変異の特徴を検討。④病期が進展しない症例を対照とすることにより、真に病期進行に帰する遺伝子変異を決定した（NRAS, PTPN11）。
全ゲノムシーケンスに関しては体細胞、胚細胞DNAの2ペアをMDSにおいて解析した。初期は、低深度スクリーニング（X20）にて構造異常を含めたスクリーニングを行い、さらに高深度（X30以上）シーケンスにて体細胞変異を確認した。全エクソンシーケンスにより認められた複数の体細胞変異には、シーケンス深度を含めたベイジアンディリクレモデルを当てはめ、多様なクローン構造と腫瘍内多様性を正確に評価した。
以上により、遺伝子解析に基づいて、MDS関連疾患の病態の本質である、ドライバー遺伝子の抽出、腫瘍内多様性および階層性を明らかにすることが可能であった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Cleveland Clinic(米国)
• [Int'l Joint Research] Munich Leukemia Laboratory(ドイツ)
• [Journal Article] Aberrant DNA methylation is associated with a poor outcome in juvenile myelomonocytic leukemia. (2015)
  • Author(s): Sakaguchi H, Muramatsu H, Okuno Y, Makishima H, Xu Y, Furukawa-Hibi Y, Wang X, Narita A, Yoshida K, Shiraishi Y, Doisaki S, Yoshida N, Hama A, Takahashi Y, Yamada K, Miyano S, Ogawa S, Maciejewski JP, Kojima S.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Issue: 12 Pages: e0145394-e0145394
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0145394
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Somatic Mutations and Clonal Hematopoiesis in Aplastic Anemia. (2015)
  • Author(s): Yoshizato T, Dumitriu B, Hosokawa K, Makishima H, Yoshida K, Townsley D, Sato-Otsubo A, Sato Y, Liu D, Suzuki H, Wu CO, Shiraishi Y, Clemente MJ, Kataoka K, Shiozawa Y, Okuno Y, Chiba K, Tanaka H, Nagata Y, Katagiri T, Kon A, Sanada M, Scheinberg P, Miyano S, Maciejewski JP, Nakao S, Young NS, Ogawa S.
  • Journal Title: N Engl J Med. Volume: 373 Issue: 1 Pages: 35-47
  • DOI: 10.1056/nejmoa1414799
  • NAID: 120005623244
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] GATA2 and secondary mutations in familial myelodysplastic syndromes and pediatric myeloid malignancies. (2015)
  • Author(s): Wang X, Muramatsu H, Okuno Y, Sakaguchi H, Yoshida K, Kawashima N, Xu Y, Shiraishi Y, Chiba K, Tanaka H, Saito S, Nakazawa Y, Masunari T, Hirose T, Elmahdi S, Narita A, Doisaki S, Ismael O, Makishima H, Hama A, Miyano S, Takahashi Y, Ogawa S, Kojima S.
  • Journal Title: Haematologica. Volume: 100 Issue: 10 Pages: 1304-15
  • DOI: 10.3324/haematol.2015.127092
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] BRCC3 mutations in myeloid neoplasms. (2015)
  • Author(s): Huang D, Nagata Y, Grossmann V, Radivoyevitch T, Okuno Y, Nagae G, et al.
  • Journal Title: Haematologica. Volume: 100(8) Pages: 1051-7
  • DOI: 10.3324/haematol.2014.111989
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Inherited and Somatic Defects in DDX41 in Myeloid Neoplasms. (2015)
  • Author(s): Polprasert C, Schulze I, Sekeres MA, et. al. Ogawa S.
  • Journal Title: Cancer Cell. Volume: 27(5) Issue: 5 Pages: 658-70
  • DOI: 10.1016/j.ccell.2015.03.017
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Clinical and biological implications of ancestral and non-ancestral IDH1 and IDH2 mutations in myeloid neoplasms. (2015)
  • Author(s): Alpermann T, Shiraishi Y, Chiba K, et.al. Ogawa S.
  • Journal Title: Leukemia. Volume: 29(11) Issue: 11 Pages: 2134-42
  • DOI: 10.1038/leu.2015.91
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Whole-exome sequencing enhances prognostic classification of myeloid malignancies. (2015)
  • Author(s): lo M, Husseinzadeh H, Makishima H, Przychodzen B, Ashkar M, Koyutürk M, Maciejewski JP, LaFramboise T.
  • Journal Title: J Biomed Inform. Volume: 58 Pages: 104-13
  • DOI: 10.1016/j.jbi.2015.10.003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 骨髄腫瘍における多様なゲノム異常とその臨床的意義 (2016)
  • Author(s): 牧島秀樹
  • Organizer: MDS meeting in Fukui 2016
  • Place of Presentation: 福井
  • Year and Date: 2016-03-05
  • Invited
• [Presentation] Serial Sequencing in Myelodysplastic Syndromes Reveals Dynamic Changes in Clonal Architecture and Allows for a New Prognostic Assessment of Mutations Detected in Cross-Sectional Testing (2015)
  • Author(s): Hideki Makishima,
  • Organizer: 57th ASH Annual Meeting
  • Place of Presentation: オーランド
  • Year and Date: 2015-12-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 骨髄腫瘍におけるRNAスプライス因子体細胞変異 (2015)
  • Author(s): 牧島秀樹
  • Organizer: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Invited
• [Presentation] Dynamics of clonal architecture in MDS (2015)
  • Author(s): 牧島秀樹
  • Organizer: 血液科学セミナー
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-11-07
  • Invited
• [Presentation] Landscape of somatic mutations in whole exomes of MDS and related myeloid neoplasms (2015)
  • Author(s): Hideki Makishima,
  • Organizer: 第77回日本血液学会学術集会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2015-10-18
• [Presentation] Clonal Dynamics in Myelodysplastic Syndromes (2015)
  • Author(s): Hideki Makishima
  • Organizer: Top Global University Japan, 1st Joint Symposium of International Partners
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-10-03
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] 骨髄異形成症候群(MDS)の基礎と臨床 基礎1 ゲノム解析により明らかとなったMDSと再生不良性貧血との境界 (2015)
  • Author(s): 牧島秀樹 小川誠司
  • Total Pages: 14
  • Publisher: 医薬ジャーナル社
• [Remarks] 京都大学大学院医学研究科 腫瘍生物学講座
  • URL: http://plaza.umin.ac.jp/kyoto_tumorpatho/achievement.html