変異CALR遺伝子によるサイトカイン受容体活性化の分子基盤の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09859
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 荒木 真理人 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (80613843)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森下 総司 順天堂大学, 医学部, 助教 (10635866) ; 小松 則夫 順天堂大学, 医学部, 教授 (50186798)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: calreticulin / thrombopoietin / 骨髄増殖性腫瘍 / MPL

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(MPN)は、造血幹細胞の異常によって一系統以上の骨髄性細胞のクロ―ナルな増殖をきたす血液疾患である。2005年に、MPN患者において、サイトカイン受容体シグナル伝達において中心的な役割を果たす、チロシンキナーゼJAK2を恒常的に活性化する変異が見出された。この発見により、少なくともJAK2変異を有するMPN患者では、サイトカインシグナル伝達系の機能亢進によりMPNが発症していることが強く示唆され、その後のJAK2阻害薬の開発と、MPN患者への使用へと結びついた。しかしJAK2阻害薬は、患者の全身症状や脾腫を改善するものの、腫瘍細胞を完全に排除することができないことから根治に至らない。MPNの根本的な治療法としては、骨髄移植があるが、治療関連死のリスクや、移植不適応症例が多いことなどから、実際に移植の行われる症例はごくわずかである。これらのことから、MPN発症メカニズムの理解に基づき、完治を目指す新たな治療戦略の開発が望まれている。本研究課題では、MPNの新規治療戦略の立案に必要な、MPN患者の一部に共通して見出される、機能不明のCALR遺伝子変異によるMPN発症メカニズムの解明に取り組んでいる。これまでに、変異型CALRが特異的に、トロンボポエチン受容体MPLと相互作用し、下流のチロシンキナーゼを恒常的に活性化していることを示している。さらに、MPLとの結合を定義しているドメインを同定し、構造解析を行い、変異型CALRによる細胞の腫瘍化を原子レベルで解明することを目指している。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

変異型CALR遺伝子がサイトカイン受容体MPLとの特異的な相互作用を介して、細胞を腫瘍化することを明らかにしていること、さらに、ドメイン解析の情報を元に、構造解析にも着手していることなどから、本研究は当初の計画以上に進展している。

Strategy for Future Research Activity

現在行っている、構造解析をさらに進めるとともに、解明された構造から相互作用を阻害する分子の設計を行い、培養細胞系を用いて、当該疾患の治療薬の可能性を示す予定である。

Causes of Carryover

研究の進展に伴い、当初予期し得なかった新たな知見が得られ、これを使用してより高度な研究成果を得るために、新たな知見の分析を行う研究計画の変更が必要になった。MPLとの結合を定義しているドメインを同定し、構造解析を行い、変異型CALRによる細胞の腫瘍化を原子レベルで解明する。

Research Products

• [Journal Article] Mutational subtypes of JAK2 and CALR correlate with different clinical features in Japanese patients with myeloproliferative neoplasms (2018)
  • Author(s): Misawa Kyohei、Yasuda Hajime、Araki Marito、Ochiai Tomonori、Morishita Soji、Shirane Shuichi、Edahiro Yoko、Gotoh Akihiko、Ohsaka Akimichi、Komatsu Norio
  • Journal Title: Int J Hematol Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s12185-018-2421-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The 2014 BCSH criteria and the 2016 WHO criteria for essential thrombocythemia: a comparison in a large-scale cohort (2018)
  • Author(s): Ochiai Tomonori、Yasuda Hajime、Araki Marito、Misawa Kyohei、Morishita Soji、Nudejima Mai、Hironaka Yumi、Shirane Shuichi、Edahiro Yoko、Gotoh Akihiko、Ohsaka Akimichi、Komatsu Norio
  • Journal Title: Eur J Haematol Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1111/ejh.13041
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel molecular mechanism of cellular transformation by a mutant molecular chaperone in myeloproliferative neoplasms (2017)
  • Author(s): Araki Marito、Komatsu Norio
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 108 Pages: 1907～1912
  • DOI: 10.1111/cas.13327
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Somatic mutations of calreticulin in myeloproliferative neoplasms (2017)
  • Author(s): Imai Misa、Araki Marito、Komatsu Norio
  • Journal Title: Int J Hematol Volume: 105 Pages: 743～747
  • DOI: 10.1007/s12185-017-2246-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The 2016 WHO diagnostic criteria for polycythemia vera renders an accurate diagnosis to a broader range of patients including masked polycythemia vera: Comparison with the 2008 WHO diagnostic criteria (2017)
  • Author(s): Misawa Kyohei、Yasuda Hajime、Araki Marito、Ochiai Tomonori、Morishita Soji、Nudejima Mai、Hironaka Yumi、Shirane Shuichi、Edahiro Yoko、Gotoh Akihiko、Ohsaka Akimichi、Komatsu Norio
  • Journal Title: Am J Hematol Volume: 92 Pages: E128～E130
  • DOI: 10.1002/ajh.24752
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 骨髄増殖性腫瘍におけるドライバー遺伝子変異による腫瘍化の分子メカニズム (2017)
  • Author(s): 荒木真理人
  • Journal Title: 最新醫學 Volume: 72 Pages: 1522-1528
• [Presentation] The molecular mechanism of oncogenic activation of thrombopoietin receptor by mutant calreticulin (2018)
  • Author(s): Marito Araki
  • Organizer: The 3rd MPN Conference in Asia
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Skewed megakaryopoiesis by mutant calreticulin is associated with increased GATA2 expression (2017)
  • Author(s): Hiraku Takei, Shuichi Mano, Nami Masubuchi, Yoshihisa Mizukami, Misa Imai, Soji Morishita, Yoko Edahiro Yumi Hironaka Mai Nudejima Hiroshi Endo, Sou Nakamura, Koji Eto, Akimichi Ohsaka, Marito Araki, Norio Komatsu
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Presentation] 骨髄増殖性腫瘍に見出される変異型 CALR 蛋白質の細胞内局在 (2017)
  • Author(s): 林英里奈, 荒木真理人, 増渕菜弥, 水上喜久, 楊印杰, 今井美沙 , 弘中由美, 竹井拓, 木原慶彦, 枝廣陽子, 大坂顯通, 小松則夫
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Engagement of mutant calreticulin and MPL in a cellular compartment is required for MPL activation (2017)
  • Author(s): Nami Masubuchi, Marito Araki, Erina Hayashi, Yinjie Yang, Misa Imai Yoshihisa Mizukami, Yumi Hironaka, Hiraku Takei, Soji Morishita, Yoshihiko Kihara, Yoko Edahiro, Akimichi Ohsaka, Norio Komatsu
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Mechanisms governing the accumulation of mutant calreticulin (2017)
  • Author(s): Yoshihiko Kihara, Marito Araki, Yinjie Yang, Misa Imai, Nami Masubuchi, Yoshihisa Mizukami, Yumi Hironaka, Hiraku Takei, Yoko Edahiro, Akimichi Ohsaka, Norio Komatsu
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Localization of mutant calreticulin in the Golgi apparatus is required for its oncogenic capacity (2017)
  • Author(s): Nami Masubuchi, Marito Araki, Erina Hayashi, Yinjie Yang, Misa Imai Yoshihiko Kihara, Yoshihisa Mizukami, Yumi Hironaka, Hiraku Takei, Yoko Edahiro, Akimichi Ohsaka, Norio Komatsu
  • Organizer: 59th Annual Meeting & Exposition of American Society of Hematology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Establishment of an in vitro model for the skewed megakaryopoiesis by calreticulin mutation in human cells (2017)
  • Author(s): Hiraku Takei, Shuichi Mano, Nami Masubuchi, Yoshihisa Mizukami, Soji Morishita, Misa Imai, Yoko Edahiro, Yumi Hironaka, Mai Nudejima, Satoshi Tsuneda, Hiroshi Endo, Sou Nakamura, Koji Eto, Akimichi Ohsaka, Marito Araki, Norio Komatsu
  • Organizer: 22nd Congress of the European Hematology Association
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 変異型CALRの細胞内コンパートメントへの局在がトロンボポエチン受容体の活性化に必要である (2017)
  • Author(s): 荒木真理人, 小松則夫
  • Organizer: 第76回日本癌学会学術総会
• [Presentation] The mechanism of the development of myeloproliferative neoplasms by mutant molecular chaperone (2017)
  • Author(s): Marito Araki
  • Organizer: The 26th KOGO Annual Conference 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] The mechanism of the development of myeloproliferative neoplasms by mutant molecular chaperone (2017)
  • Author(s): Marito Araki
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会シンポジウム「骨髄系腫瘍とクリニカルシーケンス」
  • Invited
• [Presentation] A novel molecular mechanism of cellular transformation via a mutant molecular chaperone (2017)
  • Author(s): Marito Araki
  • Organizer: MD Anderson Cancer Center - Tokyo Oncology Consortium Sister Institute Memorial Symposium
  • Invited
• [Presentation] Mutant Calreticulin activates the thrombopoietin receptor in myeloproliferative neoplasms. (2017)
  • Author(s): Marito Araki, Yinjie Yang, Nami Masubuchi, Yoshihisa Mizukami, Misa Imai, Erina Hayashi, Yumi Hironaka, Soji Morishita, Yoko Edahiro, Akimichi Ohsaka, Norio Komatsu
  • Organizer: The annual GAP Conference
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/ketsueki_naika/