大規模ゲノミクスと機能的スクリーニングに基づく新規がん治療標的の探索

• Project/Area Number: 22K16323
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 平林 茂樹 九州大学, 医学研究院, 助教 (30910947)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: がん / 血液腫瘍 / CRISPRスクリーニング

Outline of Research at the Start

近年のゲノム解析の進展により、血液腫瘍・がんの発症・維持に関与する遺伝子異常が複数同定され、それらに対する分子標的薬が開発されてきた。しかし、腫瘍に多様なクローンが存在するために、一部のクローンを分子標的薬で駆逐しても治療抵抗性の他のクローンが増殖し、根治がしばしば困難である。それゆえ、今なお従来の化学療法が欠かせないものとなっている。したがって、本研究ではがん細胞と正常細胞の生存に必須な遺伝子を同定することで、重篤な有害事象を抑えながらも血液腫瘍を主とした多彩ながんに奏功する新規治療法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

近年のゲノム解析の進展により、血液腫瘍・がんの発症・維持に関与する遺伝子異常が複数同定され、それらに対する分子標的薬が開発されてきた。しかし、腫瘍に多様なクローンが存在するために、一部のクローンを分子標的薬で駆逐しても治療抵抗性の他のクローンが増殖し、根治がしばしば困難である。それゆえ、 今なお従来の化学療法が欠かせないものとなっている。本研究ではがん細胞と正常細胞の生存に必須な遺伝子を同定することで、重篤な有害事象を抑えながらも 血液腫瘍を主とした多彩ながんに奏功する新規治療法の開発を目指している。Depmapより血液腫瘍細胞・がん細胞の生存に必須な907遺伝子を抽出し、その907遺伝子をノックアウトするために必要なsgRNAを設計した。そのsgRNAの設計に基づきレンチウイルスライブラリを作製した。このレンチウイルスライブラリと臍帯血のCD34+細胞を用いて、CRISPRスクリーニングを実施し、血液腫瘍細胞・がん細胞の生存には必須であるが、CD34+細胞の生存には必須ではない49遺伝子を同定した。この遺伝子群にはオルガネラのpH調節に関与する遺伝子が濃縮しており、この遺伝子群を標的とすることで正常の造血幹細胞への影響を小さく留め、がん細胞特異的に影響を及ぼすことができる可能性がある。一方、CD34+細胞の生存にも不利な11遺伝子を同定した。この遺伝子群にはProtein-RNA Complex assemblyやRNA splicingの遺伝子が濃縮していた。これらは、造血幹細胞移植前の前処置として標的にすることでレシピエントの白血病細胞を根絶するのに有用な可能性がある。今後、同定した遺伝子の検証を行い、有望な治療標的を見出したいと考えている。

Research Products

• [Journal Article] Central role of the mTORC1 pathway in glucocorticoid activity against B-ALL cells (2024)
  • Author(s): Imanaga H, Semba Y, Sasaki K, Setoguchi K, Maniriho H, Yamauchi T, Terasaki T, Hirabayashi S, Nakao F, Nogami J, Izraeli S, Akashi K, Maeda T
  • Journal Title: Blood Neoplasia Volume: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Impact of MRD on clinical outcomes of unrelated hematopoietic stem cell transplantation in patients with Ph+ ALL: A retrospective nationwide study (2023)
  • Author(s): Hirabayashi S, Kondo T, Nishiwaki S, Mizuta S, Doki N, Fukuda T, Uchida N, Ozawa Y, Kanda Y, Imanaka R, Takahashi S, Ishikawa J, Yano S, Nakamae H, Eto T, Kimura T, Tanaka J, Ichinohe T, Atsuta Y, Kako S.
  • Journal Title: American Journal of Hematology Volume: 98 Issue: 10 Pages: 1606-1618
  • DOI: 10.1002/ajh.27041
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeting a mitochondrial E3 ubiquitin ligase complex to overcome AML cell-intrinsic Venetoclax resistance (2023)
  • Author(s): Nakao Fumihiko、Setoguchi Kiyoko、Semba Yuichiro、Yamauchi Takuji、Nogami Jumpei、Sasaki Kensuke、Imanaga Hiroshi、Terasaki Tatsuya、Miyazaki Manaka、Hirabayashi Shigeki、Miyawaki Kohta、Kikushige Yoshikane、Masuda Takeshi、Akashi Koichi、Maeda Takahiro
  • Journal Title: Leukemia Volume: - Issue: 5 Pages: 1028-1038
  • DOI: 10.1038/s41375-023-01879-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] HTLV-1 bZIP factor impairs DNA mismatch repair system (2023)
  • Author(s): Sakurada-Aono Maki、Sakamoto Takashi、Kobayashi Masayuki、Takiuchi Yoko、Iwai Fumie、Tada Kohei、Sasanuma Hiroyuki、Hirabayashi Shigeki、Murakawa Yasuhiro、Shirakawa Kotaro、Sakamoto Chihiro、Shindo Keisuke、Yasunaga Jun-ichirou、Matsuoka Masao、Pommier Yves、Takeda Shunichi、Takaori-Kondo Akifumi
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 657 Pages: 43-49
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2023.03.049
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Advantages of peripheral blood stem cells from unrelated donors versus bone marrow transplants in outcomes of adult acute myeloid leukemia patients (2022)
  • Author(s): Jo Tomoyasu、Arai Yasuyuki、Kondo Tadakazu、Mizuno Shohei、Hirabayashi Shigeki et al.
  • Journal Title: Cytotherapy Volume: 24 Issue: 10 Pages: 1013-1025
  • DOI: 10.1016/j.jcyt.2022.05.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Multiple HLA Locus Mismatches on Outcomes after Single Cord Blood Transplantation. (2022)
  • Author(s): Kanda J, Hirabayashi S, Yokoyama H, Kawase T, Tanaka H, Uchida N, Taniguchi S, Takahashi S, Onizuka M, Tanaka M, Sugio Y, Eto T, Kanda Y, Kimura T, Ichinohe T, Atsuta Y, Morishima S.
  • Journal Title: Transplant Cell Ther. Volume: 28 Issue: 7 Pages: 398-398
  • DOI: 10.1016/j.jtct.2022.05.005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparing cord blood transplantation and matched related donor transplantation in non-remission acute myeloid leukemia (2022)
  • Author(s): Shimomura Y, Takahashi S., et al.
  • Journal Title: Leukemia Volume: 36 Issue: 4 Pages: 1132-1138
  • DOI: 10.1038/s41375-021-01474-0
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Genome-Wide CRISPR/Cas9 Screens Identify DDX19A/DDX19B As a Critical Regulator of Intrinsic Apoptosis By Regulating MCL1 mRNA Cellular Localization (2023)
  • Author(s): Terasaki T, Semba Y, Sasaki K, Miyata K, Yamauchi T, Imanaga H, Nakao F, Hirabayashi S, Nogami J, Akahane K, Inukai T, Akashi K, and Maeda T
  • Organizer: 65th ASH Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of Novel Transcripts and Potential Therapeutic Targets for Acute Leukemia (2023)
  • Author(s): Wada F, Kato S, Bhagat S, Hirabayashi S, Son R, Oguchi A, Takeuchi K, Sekito S, Hirai T, Zhang Z, Horisawa Y, Iwasaki M, Takeda J, Kanda J, Sakamoto T, Shirakawa K, Takaori-Kondo A, Murakawa Y
  • Organizer: 65th ASH Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] GATOR1 complex is a critical regulator of glucocorticoid sensitivity in B-ALL cells (2022)
  • Author(s): 今永博、仙波 雄一郎、佐々木謙介、宮田喜代子、山内拓司、寺崎達也、中尾文彦、平林茂樹、野上順平、赤司浩一、前田高宏
  • Organizer: 第84回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Mitochondrial E3 ligase complex regulates venetoclax sensitivity via modulating BAX equilibrium (2022)
  • Author(s): 中尾文彦、仙波雄一郎、宮田喜代子、山内拓司、野上順平、今永博、寺崎達也、宮崎眞佳、平林茂樹、増田豪、赤司浩一、前田高宏
  • Organizer: 第84回日本血液学会学術集会
• [Presentation] CRISPRスクリーンによりB-ALLにおけるグルココルチコイド感受性の制御因子としてGATOR1complexを同定 (2022)
  • Author(s): 今永博、平林茂樹、赤司浩一、前田高宏
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会
• [Presentation] A Genome-Wide CRISPR-Cas9 Screen Reveals GATOR1 Complex Is a Critical Regulator of Glucocorticoid Sensitivity in B-Cell Precursor Acute Lymphoblastic Leukemia (2022)
  • Author(s): Hiroshi Imanaga, Yuichiro Semba, Kensuke Sasaki, Kiyoko Miyata, Takuji Yamauchi, Tatsuya Terasaki, Fumihiko Nakao, Shigeki Hirabayashi et al.
  • Organizer: 64th ASH Annual Meeting
  • Int'l Joint Research