Establishment of a new test method detecting HTLV-1 clonality for capture the onset of ATL

• Project/Area Number: 23K24233
• Project/Area Number (Other): 22H02972 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52010:General internal medicine-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 長谷川 寛雄 長崎大学, 病院(医学系), 准教授 (00398166)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斎藤 益満 国立感染症研究所, 感染症危機管理研究センター, 主任研究官 (20571045) ; 柳原 克紀 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (40315239) ; 今泉 芳孝 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 客員研究員 (40404305) ; 佐々木 大介 長崎大学, 病院(医学系), 技術職員 (90624784)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000); Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
• Keywords: HTLV-1 / 組み込み部位 / 遺伝子検査 / ATL

Outline of Research at the Start

ヒトT 細胞白血病ウイルス1型（HTLV-1）感染者の約5%が成人T 細胞白血病・リンパ腫（ATL）を発症するが、その機序および発症リスクは不明である。これまでの申請者らの研究成果として、HTLV-1のヒトゲノムへの組込み部位を簡便に検出し、同時にクロナリティを評価できる検査の原型（RAISE法）を開発した。本研究においてはRAISE法をさらに進化させ、ATL発症のリスク評価を含めた検査系を確立し、本検査法がATLの診断基準の一部となるような完成型を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

ヒトT 細胞白血病ウイルス1型（HTLV-1）感染者の約5%が成人T 細胞白血病・リンパ腫（ATL）を発症するが、その機序は不明である。申請者らは、HTLV-1のヒトゲノムへの組込み部位を簡便に検出し、クロナリティも評価できる検査の原型（RAISE法）を開発した。これによりATL発症機序の解明に近づいた一方で、クロナリティを定量的に評価できるcut off index (COI)に該当する基準がないことが制約であった。本研究の目的は「クロナリティを定量的に評価できる検査」と「組込み部位解析とHTLV-1遺伝子変異解析によるクローンのリスク評価」の2つを包括した検査系を実用化することである。
まずRAISE法に関しては感度と簡便性を高めたRAISING法へと改良を重ねている。RAISE法ではクロナリティ判定に定量性を持たせることが困難であったことから、サンガーシークエンス法から塩基編集効率を測定するプログラム「EditR」（CRISPR J 2018;1(3):239-250.）に着目し、これをベースとした解析ソフトウエアの開発に取り組んだ。シークエンスデータのメインクローンのスペクトル値の割合（クロナリティバリュー）を算出すると、その値はATL症例では0.5-1.0の領域に収束しキャリアにおいては0.1前後の領域に収束する傾向であり、COIが設定可能であった（Commun Biol. 2022 Jun 2;5(1):535.）。一方で他の検体群においてはCOIによって必ずしも高感度・特異度が得られない場合もあり、精度を高める方法の模索を開始している。また、可能な限り長期間の経時的な評価をおこなうことも重要な目的であり、継続中である。さらに、HTLV-1遺伝子解析と組込み部位解析に関しては、クローン毎の評価を開始しており、データを集積中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

申請者らが開発したRAISE法に関しては感度と簡便性を高めたRAISING法へと改良を重ねている。RAISE法ではクロナリティ判定に定量性を持たせることが困難であったが、サンガーシークエンス法から塩基編集効率を測定するプログラムに着目し、これをベースとした解析ソフトウエアの開発に取り組んだ。シークエンスデータのメインクローンのスペクトル値の割合（クロナリティバリュー：CV）を算出すると、その値はATL症例では0.5-1.0の領域に収束しキャリアにおいては0.1前後の領域に収束する傾向であり、COIが設定可能であった（Commun Biol. 2022 Jun 2;5(1):535.）。これらの成果を論文化することができ、順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

申請者らが開発したRAISE法に関しては感度と簡便性を高めたRAISING法へと改良を重ねており、次年度以降も改良を重ねる。RAISE法ではクロナリティ判定に定量性を持たせることが困難であったが、サンガーシークエンス法から塩基編集効率を測定するプログラムに着目し、これをベースとした解析ソフトウエアの開発に取り組んだ。シークエンスデータのメインクローンのスペクトル値の割合（クロナリティバリュー：CV）を算出すると、その値はATL症例では0.5-1.0の領域に収束しキャリアにおいては0.1前後の領域に収束する傾向であり、COIが設定可能であった。これらの成果を論文化することができた。一方で他の検体群においてはCOIによって必ずしも高感度・特異度が得られない場合もあり、その原因の追究や精度を高める方法の模索を開始しており、今後の課題である。また、可能な限り長期間の経時的な評価をおこなうことも重要な目的であり、継続する必要がある。さらに、HTLV-1遺伝子解析と組込み部位解析に関しては、クローン毎の評価を開始しており、データを集積を続ける。

Research Products

• [Journal Article] Genome-wide CRISPR screen identifies CDK6 as a therapeutic target in adult T-cell leukemia/lymphoma (2022)
  • Author(s): Ishio Takashi、Kumar Sarvesh、Shimono Joji、Daenthanasanmak Anusara、Dubois Sigrid、Lin Yuquan、Bryant Bonita、Petrus Michael N.、Bachy Emmanuel、Huang Da Wei、Yang Yandan、Green Patrick L.、Hasegawa Hiroo、Maeda Michiyuki、Goto Hideki、Endo Tomoyuki、Yokota Takashi、Hatanaka Kanako C.、Hatanaka Yutaka、Tanaka Shinyaら
  • Journal Title: Blood Volume: 139 Issue: 10 Pages: 1541-1556
  • DOI: 10.1182/blood.2021012734
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] RAISING is a high-performance method for identifying random transgene integration sites. (2022)
  • Author(s): Wada Y, Sato T, Hasegawa H, Matsudaira T, Nao N, Coler-Reilly ALG, Tasaka T, Yamauchi S, Okagawa T, Momose H, Tanio M, Kuramitsu M, Sasaki D, Matsumoto N, Yagishita N, Yamauchi J, Araya N, et al.
  • Journal Title: Commun Biol Volume: 5(1) Issue: 1 Pages: 535-535
  • DOI: 10.1038/s42003-022-03467-w
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genome-wide CRISPR screens identify CD48 defining susceptibility to NK cytotoxicity in peripheral T-cell lymphomas (2022)
  • Author(s): Chiba Masahiro、Shimono Joji、Ishio Takashi、Takei Norio、Kasahara Kohei、Ogasawara Reiki、Ara Takahide、Goto Hideki、Izumiyama Koh、Otsuguro Satoko、Perera Liyanage P.、Hasegawa Hiroo、Maeda Michiyuki、Hashino Satoshi、Maenaka Katsumi、Teshima Takanori、Waldmann Thomas A.、Yang Yibin、Nakagawa Masao
  • Journal Title: Blood Volume: 140 Issue: 18 Pages: 1951-1963
  • DOI: 10.1182/blood.2022015646
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Acute type adult T-cell leukemia cells proliferate in the lymph nodes rather than in peripheral blood (2022)
  • Author(s): Mariko Mizuguchi, Mitsuyoshi Takatori, Shugo Sakihama, Manami Yoshita-Takahashi, Naoki Imaizumi, Yoshiaki Takahashi, Hiroo Hasegawa, Kennosuke Karube, Takuya Fukushima, Masataka Nakamura, Yuetsu Tanaka
  • Journal Title: Cancer Gene Therapy Volume: - Issue: 11 Pages: 1570-1577
  • DOI: 10.1038/s41417-022-00475-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] イムノクロマト法による新規HTLV-1抗体検査法の性能評価―多施設共同研究 (2022)
  • Author(s): 倉光球, 石塚賢治, 久保田龍二, 佐藤知雄, 山野嘉久, 橋倉 悠輝, 梅北邦彦, 野坂生郷, 長谷川寛雄, 長谷川ゆり, 三浦清徳, 宇都宮與, 高起良, 相良康子, 蕎麦田理英子, 佐竹正博, 百瀬暖佳, 手塚健太, 池辺詠美, 松岡佐保子, 大隈和, 浜口功
  • Organizer: 第8回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] Hsp90阻害剤TAS-116 (pimitespib)のATL前臨床試験評価における有効性 (2022)
  • Author(s): 伊波英克, 池辺詠美, 下崎俊介, 長谷川寛雄, 塚本善之, Yu Wang, 佐々木大介, 今泉芳孝, 宮﨑泰司, 柳原克紀, 森下和弘
  • Organizer: 第8回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] HTLV-1クロナリティ定量検査RAISING-CLOVAを用いたATL発症リスク評価法の開発 (2022)
  • Author(s): 佐藤知雄, 斎藤益満, 和田悠作, 長谷川寛雄, 松平崇弘, 今泉芳孝, 内丸薫, 渡邊俊樹, 山野嘉久
  • Organizer: 第8回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] RAISING法によるHTLV-1クロナリティ解析の評価 (2022)
  • Author(s): 松本成良, 長谷川寛雄, 斎藤益満,佐々木大介, 山内俊輔, 今泉芳孝, 宮﨑泰司, 栁原克紀
  • Organizer: 第8回日本HTLV-1学会学術集会