Development of a multiplex RT-PCR method to assess the risk of stage progression in adult T-cell leukemia/lymphoma

• Project/Area Number: 20K07700
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: Nakamura Hideaki 佐賀大学, 医学部, 助教 (10452616)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 末岡 榮三朗 佐賀大学, 医学部, 教授 (00270603) ; 佐藤 明美 佐賀大学, 医学部, 助教 (20568357) ; 勝屋 弘雄 佐賀大学, 医学部, 講師 (80632041)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: HTLV-1 / ATL / マルチプレックスPCR / マルチプレックスRT-PCR / 成人T細胞白血病・リンパ腫 / リスク評価 / 成人T細胞白血病(ATL) / ATL病期進展リスク評価 / 遺伝子発現解析

Outline of Research at the Start

本研究は、初めに磁気ビーズ付きCADM1抗体をベースにヒトT細胞白血病ウイルスI型(HTLV-1)感染細胞と非感染細胞の分離を行い、HTLV-1感染細胞特異的に発現変動を示す遺伝子の中で、成人T細胞白血病(ATL)の病期の進展に関与する遺伝子群を選別する。次に、選別した遺伝子群の有用性について検証を行い、マルチプレックスRT-PCR法を用いたATLの臨床病態評価法を開発する。同評価法でATLの急性転化や進展の兆候を早期に見出し、治療の開始を早めることでATLの予後改善を、また、ATL発症に関わる遺伝子についても検討を行い、ATL発症リスク評価を目指すことを目的としている。

Outline of Final Research Achievements

We conducted basic research to assess the progression risk of adult T-cell leukemia/lymphoma (ATL) caused by human T-cell leukemia virus type I (HTLV-1). Using ATL patient samples, CADM1, which is specifically expressed in ATL cells, was targeted and separated into CADM1-positive and negative cell populations using magnetic beads. We extracted RNA from both cells, performed RNA sequence analysis, and analyzed several databases. As a result, we found an unreported group of genes that are specifically up or downregulated in CADM1-positive cells. We confirmed the high specificity of the gene group selected by qPCR analysis and verified the multiplex method that simultaneously analyzes gene expression. The results of this study are important findings that contribute to the establishment of a method for assessing the risk of ATL progression.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

CADM1陽性細胞の増加は成人T細胞白血病・リンパ腫(ATL)発症に関わることが報告されている。同細胞をモニタリングすることはATLの病態評価において重要である。CADM1陽性細胞で特異的に発現亢進・低下する未報告の遺伝子群を見出したことはATLの増悪リスク評価法の確立において重要な知見となる。また、磁気ビーズを用いることで簡便に細胞集団の分離が可能であることを示したことは今後の研究発展につながり、学術的意義が高い。
ATLの予後は未だ不良であり、本研究成果を基にATL増悪リスク評価を行うことで早期治療が可能となり、ATL患者の予後の改善やQOLを向上することは社会的意義が大きい。

Research Products

• [Journal Article] Hypoxia-inducible factor-1α and poly [ADP ribose] polymerase 1 cooperatively regulate Notch3 expression under hypoxia via a noncanonical mechanism (2022)
  • Author(s): Nakamura Hideaki、Sekine Hiroki、Kato Hiroyuki、Masai Hisao、Gradin Katarina、Poellinger Lorenz
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 298 Issue: 7 Pages: 102137-102137
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2022.102137
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] HTLV-1 infection promotes excessive T cell activation and transformation into adult T cell leukemia/lymphoma (2021)
  • Author(s): Tan Benjy J.Y.、Sugata Kenji et al.
  • Journal Title: Journal of Clinical Investigation Volume: 131 Issue: 24
  • DOI: 10.1172/jci150472
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Targeting aberrant DNA hypermethylation as a driver of ATL leukemogenesis by using the new oral demethylating agent OR-2100 (2020)
  • Author(s): Watanabe Tatsuro、Yamashita Satoshi、Ureshino Hiroshi、Kamachi Kazuharu、Kurahashi Yuki、Fukuda-Kurahashi Yuki、Yoshida Nao、Hattori Naoko、Nakamura Hideaki、Sato Akemi、Kawaguchi Atsushi、Sueoka-Aragane Naoko、Kojima Kensuke、Okada Seiji、Ushijima Toshikazu、Kimura Shinya、Sueoka Eisaburo
  • Journal Title: Blood Volume: 136 Issue: 7 Pages: 871-884
  • DOI: 10.1182/blood.2019003084
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] フローサイトメーターを用いた解析(HAS-Flow)によるHTLV-1感染者の臨床経過モニタリング (2022)
  • Author(s): 中村 秀明、末岡 榮三朗
  • Organizer: 第69回日本臨床検査医学会学術総会
• [Presentation] Biological significance of pyrimidine metabolism enzyme UCK2 of HTLV-1-infected cells in ATL leukemogenesis (2022)
  • Author(s): 渡邉 達郎、嬉野 博志、中村 秀明、末岡 榮三朗、木村 晋也
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会
• [Presentation] ATL 発がんにおけるピリミジンヌクレオチド代謝酵素 UCK2 の関与 (2022)
  • Author(s): 渡邉 達郎、吉田‐坂井 奈央、山本 雄大、嬉野 博志、蒲池 和晴、倉橋 祐樹、川副 和紀、倉橋 佑紀、中村 秀明、岡田 誠治、末岡 榮三朗、木村 晋也
  • Organizer: 第8回日本HTLV-1学術集会
• [Presentation] キャリアおよび indolent ATL の臨床経過モニタリングにおける HAS-Flow 法の意義 (2021)
  • Author(s): 中村 秀明、佐藤 明美、渡邉 達郎、末岡 榮三朗
  • Organizer: 第7回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] HTLV-1 hijacks T-cell activation mechanisms for leukemic transformation as revealed by scRNA-seq (2021)
  • Author(s): タン ベンジー ジェック ヤン、菅田 謙治、Omnia Reda、松尾 美沙希、宮里 パオラ、Vincent Hahaut、鈴島 仁、勝屋 弘雄、徳永 雅仁、内山 良一、中村 秀明、末岡 榮三朗、宇都宮 與、小野 昌弘、佐藤 賢文
  • Organizer: 第7回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] メチオニン代謝を介した HTLV-1 感染細胞のエピゲノム調節 (2021)
  • Author(s): 渡邉達郎，吉田奈央，山本雄大，嬉野博志，蒲池和晴，倉橋祐樹，倉橋佑紀，中村秀明，服部奈緒子， 山下聡，岡田 誠治，牛島俊和，末岡榮三朗，木村晋也
  • Organizer: 第7回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] ATL に対する DNA 脱メチル化剤と EZH2 阻害剤の併用効果とその標的因子 DUSP5 の機能解析 (2021)
  • Author(s): 倉橋 祐樹，吉田 奈央，嬉野 博志，蒲池 和晴，山本 雄大，中村 秀明，渡邉 達郎，末岡 榮三朗，木村 晋也
  • Organizer: 第7回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] 成人 T 細胞白血病/リンパ腫におけるメチオニンを介したエピジェネティクス制御 (2021)
  • Author(s): 渡邉 達郎 、嬉野 博志、中村 秀明、末岡 榮三朗、木村 晋也
  • Organizer: 第80回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 成人 T 細胞白血病/リンパ腫におけるメチオニン代謝改変を介したエピジェネティクス異常 (2021)
  • Author(s): 渡邉達郎、吉田 奈央、山本 雄大、蒲池和晴、倉橋祐樹、倉橋佑紀、嬉野博志、中村秀明、末岡榮三朗、木村晋也
  • Organizer: 第83回日本血液学会学術集会
• [Presentation] 胸腺過形成，低ガンマグロブリン血症を有する成人 T 細胞白血病患者において異なる発症形式を示した赤芽球癆 (2021)
  • Author(s): Yasushi Kubota, Haruhiko Sano, Kyosuke Yamaguchi, Hideaki Nakamura, Keita Kai, Kesisuke Kidoguchi, Kana Kusaba, Haruna Kizuka-Sano, Masako Yokoo, Toshihiko Ando, Eisaburo Sueoka, Shinya Kimura
  • Organizer: 第83回日本血液学会学術集会