Molecular pathologic elucidation to become usefulness and the choice grounds of the novel FLT3 inhibitor

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09921
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 清井 仁 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (90314004)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: FLT3 / 阻害剤 / 分子標的療法 / 耐性機構

Outline of Annual Research Achievements

これまでに、複数のFLT3遺伝子変異陽性AML細胞によるPDXモデルを樹立し、quizartinib, gilteritinibによる治療後に残存するAML細胞の分子病態を解析したところ、変異FLT3分子に加えて正常FLT3分子の高発現を認めるAMLクローンが選択的に残存することが明らかになった。実際に正常FLT3分子の発現量が異なる臨床検体に対する増殖阻害活性を比較したところ、正常FLT3分子の発現量に依存して阻害効果の減弱が認められ、これはFLによる正常FLT3分子の活性化機序に依ることが明らかとなった。各種FLT3阻害剤のFL刺激によって活性化している正常FLT3分子に対する阻害活性を評価するために、FLと正常FLT3分子を共発現するマウスIL3依存性骨髄性細胞株32D（FL/Wt-FLT3-32D）を樹立した。FL/Wt-FLT3-32D細胞は正常FLT3分子が恒常的に活性化していることによって、IL3非依存性に自律性増殖を示す。この細胞株に対する増殖抑制効果はFF-10101, quizartinib, gilteritinibの順であったことより、FL依存性の正常FLT3分子を介したFLT3阻害剤の効果減弱効果と相関することが示された。
各種変異FLT3を導入した32D細胞を対象としてFLT3阻害剤耐性化モデルを数種類作成し、その中には他のFLT3阻害剤へ交叉耐性を示す耐性株があることを確認した。これら耐性株の一部はFLT3のキナーゼ領域の新規変異を複数同定した。一方でFLT3変異陰性の耐性細胞株においては、FLT3のリン酸化がFLT3阻害剤で抑制されているのにもかかわらず細胞増殖が維持されており、他のFLT3阻害剤に交叉耐性を示す耐性細胞株が存在することを確認し、新規耐性機序としての検討を実施中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

AML臨床検体を用いたPDXモデルの作成は順調に進捗しており、quizartinib, gilteritinib, FF-10101をはじめとする各種FLT3阻害剤の増殖抑制効果や耐性機序の評価も予定通り進行している。作成した耐性細胞株から、新たなFLT3阻害剤耐性変異を同定し、そのうちの一部は各種阻害剤に対して交差耐性を示すことを明らかにしたことから、臨床的なバイオマーカーとして有用性が期待される。また、FLT3遺伝子に変異を伴わない新たな耐性機構を示す細胞株を樹立したことから、この耐性機構の解明は臨床上有益なものになると期待される。現在、詳細な耐性機構の検討、耐性を克服する薬剤のスクリーニングを進めており、当初の計画通りに順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

前年度からのPDXモデルおよび細胞株を用いたFLT3阻害剤耐性に関与する分子機構の解明を進め、耐性変異に対してはFF10101による克服の可能性を検討する。
同定された耐性FLT3遺伝子変異以外の活性化シグナルによる耐性化機構の詳細について、活性化分子の阻害剤やsiRNAによるノックダウンにより耐性機構の存在を実証し、克服するための併用薬剤を選別し、マウスモデルにおいても検証する。
DNRなどのアントラサイクリン系薬剤、AraC、Azacitidine、レチノイド、HDAC阻害剤を中心に、FLT3阻害剤との併用効果を、投与順序を考慮しつつ検討する。相乗効果が得られた組み合わせと投与方法のみならず、効果減弱を来す可能性のある薬剤についても検討を行う。

Causes of Carryover

予定していたPDXモデルでの継代にて移植細胞数の関係から、免疫不全マウス数が当初予定よりも少なくなったため差額が生じた。
来年度は繰り越された継代用マウス購入費として充当する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Defective Epstein-Barr virus in chronic active infection and haematological malignancy. (2019)
  • Author(s): Okuno Y, Murata T, Sato Y,Yoshida K, Sawada A, Inoue M, Kawa K, Seto M, Ohshima K, Shiraishi Y, Chiba K, Tanaka H, Miyano S, Nishida T, Kiyoi H, Kato S, Nakamura S, Morishima S, Yoshikawa T, Fujiwara S, Shimizu N, Isobe Y, Noguchi M, Kikuta A, Iwatsuki K, Takahashi Y, Kojima S, Ogawa S, Kimura H.
  • Journal Title: Nat Microbiol. Volume: 4 Pages: 404-413
  • DOI: doi: 10.1038/s41564-018-0334-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pyruvate secreted from patient-derived cancer-associated fibroblasts supports survival of primary lymphoma cells. (2019)
  • Author(s): Sakamoto A, Kunou S, Shimada K, Tsunoda M, Aoki T, Iriyama C, Tomita A, Nakamura S, Hayakawa F, Kiyoi H.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 110 Pages: 269-278
  • DOI: doi: 10.1111/cas.13873
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical significance of ASXL2 and ZBTB7A mutations and C-terminally truncated RUNX1-RUNX1T1 expression in AML patients with t(8;21) enrolled in the JALSG AML201 study. (2019)
  • Author(s): Kawashima N, Akashi A, Nagata Y, Kihara R, Ishikawa Y, Asou N, Ohtake S, Miyawaki S, Sakura T, Ozawa Y, Usui N, Kanamori H, Ito Y, Imai K, Suehiro Y, Kitamura K, Sakaida E, Takeshita A, Suzushima H, Naoe T, Matsumura I, Miyazaki Y, Ogawa S, Kiyoi H
  • Journal Title: Ann Hematol Volume: 98 Pages: 83-91
  • DOI: doi: 10.1007/s00277-018-3492-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tamibarotene maintenance improved relapse-free survival of acute promyelocytic leukemia: a final result of prospective, randomized, JALSG-APL204 study. (2019)
  • Author(s): Takeshita A, Asou N, Atsuta Y, Sakura T, Ueda Y, Sawa M, Dobashi N, Taniguchi Y, Suzuki R, Nakagawa M, Tamaki S, Hagihara M, Fujimaki K, Furumaki H, Obata Y, Fujita H, Yanada M, Maeda Y, Usui N, Kobayashi Y, Kiyoi H, Ohtake S, Matsumura I, Naoe T, Miyazaki Y
  • Journal Title: Leukemia Volume: 33 Pages: 358-370
  • DOI: doi: 10.1038/s41375-018-0233-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chromosomal translocation-mediated evasion from miRNA induces strong MEF2D fusion protein expression, causing inhibition of PAX5 transcriptional activity. (2019)
  • Author(s): Hirano D, Hayakawa F, Yasuda T, Tange N, Yamamoto H, Kojima Y, Morishita T, Imoto N, Tsuzuki S, Mano H, Naoe T, Kiyoi H.
  • Journal Title: Oncogene Volume: 38 Pages: 2263-2274
  • DOI: doi: 10.1038/s41388-018-0573-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantitative Assessment of T Cell Clonotypes in Human Acute Graft-versus-Host Disease Tissues. (2019)
  • Author(s): Koyama D, Murata M, Hanajiri R, Akashi T, Okuno S, Kamoshita S, Julamanee J, Takagi E, Miyao K, Sakemura R, Goto T, Terakura S, Nishida T, Kiyoi H
  • Journal Title: Biol Blood Marrow Transplant Volume: 25 Pages: 417-423
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbmt.2018.10.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transcriptional landscape of B cell precursor acute lymphoblastic leukemia based on an international study of 1,223 cases. (2018)
  • Author(s): Li JF, Dai YT, Kubota Y, Kiyoi H, Matsumura I, Miyazaki Y, Olsson L, Tan AM, Ariffin H, Chen J, Takita J, Yasuda T, Mano H, Johansson B, Yang JJ, Yeoh AE, Hayakawa F, Chen Z, Pui CH, Fioretos T, Chen SJ, Huang JY.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A Volume: 115 Pages: E11711-E11720
  • DOI: doi: 10.1073/pnas.1814397115
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification of the novel deletion-type PML-RARA mutation associated with the retinoic acid resistance in acute promyelocytic leukemia. (2018)
  • Author(s): Hattori H, Ishikawa Y, Kawashima N, Akashi A, Yamaguchi Y, Harada Y, Hirano D, Adachi Y, Miyao K, Ushijima Y, Terakura S, Nishida T, Matsushita T, Kiyoi H
  • Journal Title: PLoS One Volume: 13 Pages: e0204850
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0204850
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Biology and management of primary effusion lymphoma. (2018)
  • Author(s): Shimada K, Hayakawa F, Kiyoi H
  • Journal Title: Blood Volume: 132 Pages: 1879-1888
  • DOI: doi: 10.1182/blood-2018-03-791426
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of hospital length of stay on the risk of readmission and overall survival after allogeneic stem cell transplantation. (2018)
  • Author(s): Seto A, Atsuta Y, Kawashima N, Ozawa Y, Miyamura K, Kiyoi H
  • Journal Title: Int J Hematol Volume: 108 Pages: 290-297
  • DOI: doi: 10.1007/s12185-018-2477-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Infectious complications in adults undergoing intensive chemotherapy for acute myeloid leukemia in 2001-2005 using the Japan Adult Leukemia Study Group AML201 protocols. (2018)
  • Author(s): Kato H, Fujita H, Akiyama N, Kimura SI, Hiramoto N, Hosono N, Takahashi T, Shigeno K, Minamiguchi H, Miyatake J, Handa H, Kanda Y, Yoshida M, Miyawaki S, Ohtake S, Naoe T, Kiyoi H, Matsumura I, Miyazaki Y
  • Journal Title: Support Care Cancer Volume: 26 Pages: 4187-4198
  • DOI: doi: 10.1007/s00520-018-4292-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of TCR-Expressing Innate Lymphoid-like Helper Cells that Induce Cytotoxic T Cell-Mediated Anti-leukemic Cell Response. (2018)
  • Author(s): Ueda N, Uemura Y, Zhang R, Kitayama S, Iriguchi S, Kawai Y, Yasui Y, Tatsumi M, Ueda T, Liu TY, Mizoro Y, Okada C, Watanabe A, Nakanishi M, Senju S, Nishimura Y, Kuzushima K, Kiyoi H, Naoe T, Kaneko S
  • Journal Title: Stem Cell Reports Volume: 10 Pages: 1935-1946
  • DOI: doi: 10.1016/j.stemcr.2018.04.025
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transcriptional activities of DUX4 fusions in B-cell acute lymphoblastic leukemia. (2018)
  • Author(s): Tanaka Y, Kawazu M, Yasuda T, Tamura M, Hayakawa F, Kojima S, Ueno T, Kiyoi H, Naoe T, Mano H.
  • Journal Title: Haematologica Volume: 103 Pages: e522-e526
  • DOI: doi: 10.3324/haematol.2017.183152
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Final analysis of the JALSG Ph+ALL202 study: tyrosine kinase inhibitor-combined chemotherapy for Ph+ALL (2018)
  • Author(s): Hatta Y, Mizuta S, Matsuo K, Ohtake S, Iwanaga M, Sugiura I, Doki N, Kanamori H, Ueda Y, Yoshida C, Dobashi N, Maeda T, Yujiri T, Monma F, Ito Y, Hayakawa F, Takeuchi J, Kiyoi H, Miyazaki Y, Naoe T
  • Journal Title: Ann Hematol Volume: 97 Pages: 1535-1545
  • DOI: doi: 10.1007/s00277-018-3323-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Introduction of Genetically-Modified CD3ζ Improves Proliferation and Persistence of Antigen-specific CTLs. (2018)
  • Author(s): Miyao K, Terakura S, Okuno S, Julamanee J, Watanabe K, Hamana H, Kishi H, Sakemura R, Koyama D, Goto T, Nishida T, Murata M, Kiyoi H
  • Journal Title: Cancer Immunol Res Volume: 6 Pages: 733-744
  • DOI: doi: 10.1158/2326-6066
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Clinical significance of ASXL2 and ZBTB7A mutations and AML1-ETO9a expression in AML with t(8;21): the JALSG AML201 study. (2018)
  • Author(s): Kawashima N, Ishikawa Y, Kiyoi H, Atsuta Y, Ohtake S, Asou N, Miyazaki Y
  • Organizer: 第37回 International Society of Hematology. Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Prospective Evaluation of Prognostic Relevance of KIT Mutations in Core-Binding Factor Acute Myeloid Leukemia: Results from the JALSG CBF-AML209-KIT Study (2018)
  • Author(s): Kawashima N, Ishikawa Y, Kiyoi H, Atsuta Y, Ohtake S, Asou N, Miyazaki Y
  • Organizer: 第60回 American Society of Hematology Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dynamics of Genetic Landscapes and Clonal Evolution between Patients and PDX Models in Acute Myeloid Leukemia. (2018)
  • Author(s): Kawashima N, Ishikawa Y, Kiyoi H
  • Organizer: 第60回 American Society of Hematology Annual Meeting
  • Int'l Joint Research