Elucidation of the mechanism of bone marrow fibrosis by focusing on the differences in tumorigenicity between mutant CALR types

• Project/Area Number: 21K08376
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 今井 美沙 順天堂大学, 大学院医学研究科, 非常勤助教 (50709003)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松 則夫 順天堂大学, 医学部, 特任教授 (50186798) ; 荒木 真理人 順天堂大学, 大学院医学研究科, 客員教授 (80613843)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 骨髄増殖性腫瘍 / 骨髄繊維化 / calreticulin / CALR

Outline of Research at the Start

フィラデルフィア染色体陰性のMPNは、造血幹細胞レベルに体細胞変異が生じて発症する造血器の腫瘍である。MPN患者の予後は概ね良好であるが、骨髄の線維化を呈する患者では、様々な全身症状によるQOLの低下が生じるだけではなく、急性白血病を発症するリスクが高く、予後不良である。しかし、根治は、治療関連死のリスクのある造血幹細胞移植に限られていることから、根治を目指した有効な治療薬の開発が切望されている。そこで本研究では、MPN患者の一部に見出されるcalreticulin 変異遺伝子により引き起こされる骨髄線維化の発症メカニズムを解明し、新規治療戦略の立案に資する知見を得ることを目標とする。

Outline of Annual Research Achievements

フィラデルフィア染色体陰性の骨髄増殖性腫瘍(以下MPNと略す)は、造血幹細胞レベルに体細胞変異が生じて発症する造血器の腫瘍である。MPN患者の予後は概ね良好であるが、骨髄の線維化を呈する患者では、様々な全身症状によるQOLの低下が生じるだけではなく、急性白血病を発症するリスクが高く、予後不良である。しかし、根治は、治療関連死のリスクのある造血幹細胞移植に限られていることから、根治を目指した有効な治療薬の開発が切望されている。申請者は、 CALR変異遺伝子のタイプによる腫瘍原性の違いを規定するメカニズムを明らかにするため、タイプ1とタイプ2の表現型の違いが観察可能な、in vitroおよびin vivoのアッセイ系を構築し、解析を行ってきた。2023年度は、タイプ1 とタイプ2の腫瘍原性の違いを呈する細胞株のRNA-seq解析によって、２つの細胞株で発現量に差があるとして同定された208個の遺伝子に関して、エンリッチメント解析を実施し、腫瘍原性の違いを生み出すと考えられる7個の遺伝子を抽出した。これらの遺伝子発現の違いをRT-qPCR法により確認したところ、1遺伝子の発現量に大きな違いが見出された。次に、この遺伝子の発現をRNA干渉により抑制したところ、通常の培養条件では、タイプ１型あるいはタイプ２型のCALR変異遺伝子を発現する細胞の間で、細胞増殖やサイトカイン非依存性のシグナル伝達に大きな違いは見出されなかった。今後、腫瘍原性の違いが見られる条件で評価を実施する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Establishment of isogenic induced pluripotent stem cells with or without pathogenic mutation for understanding the pathogenesis of myeloproliferative neoplasms (2023)
  • Author(s): Liu Chang、Imai Misa、Edahiro Yoko、Mano Shuichi、Takei Hiraku、Nudejima Mai、Kurose Akira、Morishita Soji、Ando Miki、Tsuneda Satoshi、Araki Marito、Komatsu Norio
  • Journal Title: Experimental Hematology Volume: 118 Pages: 12-20
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2022.11.005
• [Journal Article] Clinical and biological relevance of CREB3L1 in Philadelphia chromosome-negative myeloproliferative neoplasms (2022)
  • Author(s): De Marchi Federico、Okuda Maho、Morishita Soji、Imai Misa、Baba Terumi、Horino Mei、Mori Yosuke、Furuya Chiho、Ogata Satoko、Yang Yinjie、Ando Jun、Ando Miki、Araki Marito、Komatsu Norio
  • Journal Title: Leukemia Research Volume: 119 Pages: 106883-106883
  • DOI: 10.1016/j.leukres.2022.106883
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical features of acquired erythrocytosis: Low levels of serum erythropoietin in a subset of non‐neoplastic erythrocytosis patients (2022)
  • Author(s): Mori Yosuke、Araki Marito、Morishita Soji、Imai Misa、Edahiro Yoko、Ito Masafumi、Ochiai Tomonori、Shirane Shuichi、Hashimoto Yoshinori、Yasuda Hajime、Ando Jun、Ando Miki、Komatsu Norio
  • Journal Title: Cancer Medicine Volume: 12 Issue: 2 Pages: 1079-1089
  • DOI: 10.1002/cam4.4958
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Eliminating chronic myeloid leukemia stem cells by IRAK1/4 inhibitors (2022)
  • Author(s): Tanaka Yosuke....Goyama Susumu、Komatsu Norio、Takaku Tomoiku、Kitamura Toshio
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 13 Issue: 1 Pages: 271-271
  • DOI: 10.1038/s41467-021-27928-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cell-autonomous megakaryopoiesis associated with polyclonal hematopoiesis in triple-negative essential thrombocythemia (2021)
  • Author(s): Inano Tadaaki、Araki Marito、Morishita Soji、Imai Misa、Kihara Yoshihiko、Okuda Maho、Yang Yinjie、Ito Masafumi、Osaga Satoshi、Mano Hiroyuki、Edahiro Yoko、Ochiai Tomonori、Misawa Kyohei、Fukuda Yasutaka、Ando Jun、Komatsu Norio
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 11 Issue: 1 Pages: 17702-17702
  • DOI: 10.1038/s41598-021-97106-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] In silico-labeled ghost cytometry (2021)
  • Author(s): Ugawa M、Kawamura Y、Toda K、Teranishi K、Morita H、Adachi Hiroaki、Tamoto Ryo、Nomaru Hiroko、Nakagawa Keiji、Sugimoto Keiki、Borisova Evgeniia、An Y、Konishi Y、Tabata S、Morishita S、Imai M、Takaku T、Araki M、Komatsu N、Hayashi Y、Sato I、Horisaki R、Noji H、Ota S
  • Journal Title: eLife Volume: 10
  • DOI: 10.7554/elife.67660
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Elucidation of the molecular mechanism for the cleavage of mutant calreticulin (2022)
  • Author(s): Yoshikawa S, Araki M, Lihara Y, Masubuchi M, Yang Y, Morishita S, Imai M, Ydahiro Y, Ando M, Komatsu N
  • Organizer: 第84回日本血液学会
• [Presentation] Quantitative measurement of mutant calreticulin in specimens of myeloproliferative neoplasm patients (2021)
  • Author(s): Ogata S, Araki M, Kihara Y, Okuda M, Morishita S, Imai M, Masubuchi N, Mori Y, Yang Y, Yoshikawa S, Ochiai T, Shirane S, Edahiro Y, Ando J, Komatsu N
  • Organizer: 第83回日本血液学会
• [Presentation] Specific expression of CREB3L1 in megakaryocyte in myeloproliferative neoplasms (2021)
  • Author(s): Okuda M, Araki M, Federico M, Morishita S, Imai M, Mori Y, Horino M, Ando J, Komatsu N
  • Organizer: 第83回日本血液学会
• [Presentation] JAK2 mutation discriminates neoplastic and non-neoplastic polycythemia. (2021)
  • Author(s): Mori Y, Araki M, Morishita S, Imai M, Edahiro Y, Ito M, Ochiai T, Shirane S, Hashimoto Y, Ando J, Komatsu N
  • Organizer: 第83回日本血液学会