治療後白血病幹細胞の新規検査法の開発及び残存白血病細胞のサブセット解析の意義

• Project/Area Number: 21K15662
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52010:General internal medicine-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 水田 駿平 神戸大学, 保健学研究科, 研究員 (10782138)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 白血病幹細胞 / MRD解析 / AML / マルチパラメトリックフローサイトメトリー / 臨床検査 / 微小残存病変

Outline of Research at the Start

白血病は治療後の残存細胞の有無が予後を左右する。白血病細胞は正常細胞には存在しない遺伝子異常、免疫形質異常を有し、それらを標的として解析することで非常に高感度に治療後の残存細胞を評価できるが、既存の方法だけでは評価し切れない症例も存在するため新たな指標が必要であると考えられる。そこで、白血病幹細胞解析を臨床検査として導入することで厳密な評価が可能になると考えた。本研究では種々の正常検体と白血病検体の幼若細胞を厳密に検証し、正確な白血病幹細胞検出法の確立を目標とする。さらに白血病幹細胞を含めた残存白血病細胞を量と質の点で評価し、白血病患者へのテーラーメイド医療に貢献することを目的して実施する。

Outline of Annual Research Achievements

2023年度はこれまでの研究データをもとにCD34(+)/CD38(-)分画における正常細胞と異常細胞の鑑別の具体的な方法を考案するとともに、本分画の状態と疾患との関連性について検討した。先行研究では免疫形質と細胞サイズのみで異常細胞を検出していたが、本分画での細胞比率とCD45RAの発現動態、発現する分子の種類と陽性率、治療の有無の全てを考慮しなければ、偽陽性と判断してしまう危険性があることが分かった。免疫形質については、治療前であればCD45RAの発現の有無に分けて、各マーカー(CD7,CD11b,CD22,CD56,CD96,TIM-3,CLL-1)の異常性を判定するための陽性率を設定することで、本分画の白血病細胞検出が容易となった。一方、治療後は正常造血の亢進の影響を受けて正常細胞の免疫形質が多様化するため、安易に陽性率のみで異常性を判定することはできないが、CLL-1の発現やCD45RA(-)分画の増加の検出は白血病細胞判定に有用なマーカーとなる可能性がある。
また、CD34(+)/CD38(-)分画の細胞比率をde novo AML、AML-MRC、MDSと病態を分類して比較すると、de novo AMLでは他の疾患群と比較して細胞比率が低値であり、MDS由来の骨髄系腫瘍では高値となる傾向があることが分かった。骨髄系腫瘍の細胞起源が疾患の特性によって異なる可能性が示唆され、本分画の解析が疾患の分類にも貢献する可能性が示された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

CD34(+)/CD38(-)分画の白血病細胞と正常細胞の分類法について、より詳細に検討することができ、特に治療前については簡易な基準を設けることができた。本分画の解析データと病型との関連性についての知見も得られたのは思わぬ収穫であり、診断に貢献できることが分かった。

Strategy for Future Research Activity

引き続き治療後のCD34(+)/CD38(-)分画における正常細胞と白血病細胞の分類法について検討する。本分画の解析が疾患分類にも寄与することを踏まえ、遺伝子型や予後との関連を調査することとする。また、特にCD45RAの発現動態についてCD34(+)/CD38(+)分画と比較し、免疫形質に基づいた正常および異常細胞の分化機構を把握したい。

Research Products

• [Journal Article] Flow cytometric analysis of <scp>CD34</scp>⁺<scp>CD38</scp>^? cells; cell frequency and immunophenotype based on <scp>CD45RA</scp> expression pattern (2023)
  • Author(s): Mizuta Shumpei、Iwasaki Makoto、Bandai Noriko、Yoshida Saya、Watanabe Asami、Takashima Hiroshi、Ueshimo Takeshi、Bandai Kazuhiro、Fujiwara Kensuke、Hiranuma Naoko、Koba Yusuke、Kawata Takahito、Tamekane Akira、Watanabe Mitsumasa
  • Journal Title: Cytometry Part B: Clinical Cytometry Volume: 106 Issue: 1 Pages: 35-44
  • DOI: 10.1002/cyto.b.22148
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Atypical eosinophils as a biomarker of idiopathic pericardial effusion associated with transient abnormal myelopoiesis in Down syndrome (2023)
  • Author(s): Kobayashi Kenichiro、Motokura Kouji、Mizuta Shumpei、Yoshida Saya、Ohashi Yuka、Kawano Marina、Iwai Atsushi、Tanaka Kuniaki、Maihara Toshiro、Iio Jun、Nishida Yoshinobu、Wada Takahito、Ueshimo Takeshi、Usami Ikuya、Heike Toshio
  • Journal Title: Pediatric Blood &amp; Cancer Volume: 71 Issue: 2
  • DOI: 10.1002/pbc.30763
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] VS38 staining contributes to a novel gating strategy in flow cytometry for small B cell lymphoma, especially in lymphoplasmacytic lymphoma/Waldenstrom macroglobulinemia (2021)
  • Author(s): Shumpei Mizuta, Noriko Yamane, Saya Mononobe, Asami Watanabe, Shinichiro Matsuki, Takao Komai, Yusuke Koba, Sachiko Mitani, Takahito Kawata, Akira Tamekane, Mitsumasa Watanabe
  • Journal Title: Cytometry Part B: Clinical Cytometry Volume: - Issue: 1 Pages: 50-61
  • DOI: 10.1002/cyto.b.22000
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sensitive detection of GATA1 mutations using complementary DNA‐based analysis for transient abnormal myelopoiesis associated with the Down syndrome (2021)
  • Author(s): Mizuta Shumpei、Yamane Noriko、Mononobe Saya、Watanabe Asami、Kitamura Ritsuko、Takahara Tadamori、Matsushima Chieko、Yoshida Atushi、Okamoto Seiji、Tanaka Kuniaki、Iwai Atsushi、Ikegawa Atsuko、Wada Takahito、Usami Ikuya、Maihara Toshiro、Komai Takao、Heike Toshio、Nishida Yoshinobu、Kobayashi Kenichiro
  • Journal Title: International Journal of Laboratory Hematology Volume: 44 Issue: 2 Pages: 349-355
  • DOI: 10.1111/ijlh.13756
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 一過性骨髄異常増殖症の診断におけるcDNAを用いた高感度GATA1変異解析の有用性 (2023)
  • Author(s): 水田駿平、万代範子、吉田沙耶、渡邉麻美 、高嶋宏滋、小林健一郎、駒井隆夫
  • Organizer: 第24回日本検査血液学会学術集会
• [Presentation] Immunophenotype of normal/abnormal cells in CD34 + CD38 - fraction corresponding to CD45RA expression (2023)
  • Author(s): Shumpei Mizuta, Makoto Iwasaki, Noriko Bandai, Saya Yoshida, Asami Watanabe, Hiroshi Takashima, Takao Komai, Kazuhiro Bandai, Kensuke Fujiwara, Naoko Hiranuma, Yusuke Koba, Takahito Kawata, Akira Tamekane, and Mitsumasa Watanabe
  • Organizer: 第85回日本血液学会学術集会
• [Presentation] 正常および異常骨髄におけるCD34+CD38-分画の細胞比率の解析 (2022)
  • Author(s): 水田 駿平、岩﨑 惇、万代 範子、渡邉 麻美、吉田 沙耶、高嶋 宏滋、大谷 敦子、渡邊 光正、駒井 隆夫
  • Organizer: 第23回日本検査血液学会学術集会
• [Presentation] Analysis of CD45RA expression in the CD34+CD38- fraction in myeloid malignancies (2022)
  • Author(s): Shumpei Mizuta, Makoto Iwasaki, Noriko Bandai, Asami Watanabe, Saya Yoshida, Takao Komai, Yusuke Koba, Sachiko Mitani, Takahito Kawata, Akira Tamekane, Mitsumasa Watanabe
  • Organizer: 第84回日本血液学会学術集会
• [Presentation] 造血器腫瘍における遺伝子検査のピットフォール (2022)
  • Author(s): 水田 駿平
  • Organizer: 第71回日本医学検査学会
  • Invited
• [Presentation] マルチカラーフローサイトメトリーが出来る臨床検査技師になるために フローサイトメトリー解析の基礎とマルチカラーの活用方法 (2022)
  • Author(s): 水田 駿平
  • Organizer: 第69回日本臨床検査医学会
  • Invited
• [Presentation] Development of novel gating strategy for lymphoplasmacytic lymphoma using VS38 staining (2021)
  • Author(s): Shumpei Mizuta, Noriko Yamane, Saya Mononobe, Asami Watanabe, Shinichiro Matsuki, Takao Komai, Yusuke Kobe, Sachiko Mitani, Takahito Kawata, Akira Tamekane, Mitsumasa Watanabe
  • Organizer: 第83回日本血液学会学術集会
• [Presentation] cDNAを鋳型とするHRM解析とフラグメント解析を用いたスクリーニングは成人T細胞白血病において効率的なCCR4変異解析を可能とする (2021)
  • Author(s): 水田 駿平、山根 範子、物延 沙耶、渡邉 麻美、大谷 敦子、村山 美香、渡邊 光正、駒井 隆夫
  • Organizer: 第22回日本検査血液学会学術集会