Establishment of in vitro model for essential thrombocythemia by mutant calreticulin

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K19587
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 水上 喜久 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 博士研究員 (30756698)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 骨髄増殖性腫瘍 / iPS細胞 / ドライバー変異 / カルレティキュリン / 骨髄線維症

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、骨髄増殖性腫瘍の病態モデル作出のために、疾患iPS細胞を用いて、その発症メカニズムの解明に取り組んだ。これまでの進捗として、以下の3つが挙げられる。
1.変異型CALR iPS細胞の樹立：変異型CALRは、骨髄線維症を引き起こすドライバー遺伝子変異の一つである。骨髄線維症の患者由来の細胞は、初期化されにくいことが報告されているため、まずCALR変異をもつ血小板血症患者の末梢血からiPS細胞を樹立した。その効率は、健常者の末梢血から樹立した場合と同等であった。
2.CALR変異をもつiPS細胞をin vitroで分化誘導：CALR変異を持つiPS細胞から造血幹細胞・前駆細胞であるCD34陽性細胞へ分化誘導したところ、その効率は健常者と同等であった。次に、CD34陽性細胞から巨核球系の細胞系列へ分化誘導を行ったところ、健常者由来の細胞に比べて、巨核球マーカーCD42b陽性細胞が多く見られた。これは、巨核球の異常増殖である血小板血症の病態を再現していると考えられる。次に、赤血球系列の細胞へ分化誘導を行ったところ、健常者に比べて、赤芽球マーカーCD235a陽性細胞が少なかった。これは、CALR変異の患者に、赤血球の異常増殖である真性多血症が見られない理由が、造血幹細胞の赤芽球系への分化抵抗性であることを示唆している。
3. CALR変異をもつ造血幹細胞における遺伝子発現解析：CALR変異をもつ造血幹細胞では、転写因子GATA1やGATA2の発現が健常者に比べて有意に高いことを発見した。これは、CALR変異における巨核球への分化の偏りと赤芽球系への分化抵抗性を引き起こしている可能性がある。さらに、巨核球の形成及び成熟を抑制するアナグレリドによって、巨核球への分化が阻害されることを確認した。
以上から、CALR変異による血小板血症の病態をin vitroで再現することができた。

Research Products

• [Journal Article] Skewed megakaryopoiesis in human iPS cell-derived hematopoietic progenitor cells harboring calreticulin mutations (2018)
  • Author(s): Hiraku Takei, Yoko Edahiro, Shuichi Mano, Nami Masubuchi, Yoshihisa Mizukami, Misa Imai, Soji Morishita, Satoshi Tsuneda, Hiroshi Endo, Sou Nakamura, Koji Eto, Akimichi Ohsaka, Marito Araki, Norio Komatsu
  • Journal Title: British Journal of Haematology Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: -
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Skewed megakaryopoiesis observed in hematopoietic progenitor cells harboring calreticulin mutation. (2017)
  • Author(s): Takei H, Mano S, Masubuchi N, Mizukami Y, Morishita S, Imai M, Edahiro Y, Hironaka Y, Nudejima M, Tsuneda S, Endo H, Nakamura S, Eto K, Ohsaka A, Araki M, Komatsu N.
  • Organizer: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会
• [Presentation] Skewed megakaryopoiesis by mutant calreticulin is associated with increased GATA2 expression. (2017)
  • Author(s): Takei H, Mano S, Masubuchi N, Mizukami Y, Imai M, Morishita S, Edahiro Y, Hironaka Y, Nudejima M, Tsuneda S, Endo H, Nakamura S, Eto K, Ohsaka A, Araki M, Komatsu N.
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Establishment of an in vitro model for the skewed megakaryopoiesis by calreticulin mutation in human cells. (2017)
  • Author(s): Takei H, Mano S, Masubuchi N, Mizukami Y, Morishita S, Imai M, Edahiro Y, Hironaka Y, Nudejima M, Tsuneda S, Endo H, Nakamura S, Eto K, Ohsaka A, Araki M, Komatsu N
  • Organizer: 22nd Congress European Hematology Association
  • Int'l Joint Research
• [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] 家族性骨髄増殖性腫瘍患者からの iPS 細胞株の樹立. (2017)
  • Author(s): 眞野修一, 竹井拓, 森下総司, 水上喜久, 増渕菜弥, 弘中由美, 橳島麻衣 ,常田 聡, 大坂顯通, 荒木真理人, 小松則夫
  • Organizer: 第 79 回日本血液学会学術集会