Investigation of molecular mechanism of new recurrent fusion genes in ALL

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H02835
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 早川 文彦 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (30402580)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 急性リンパ性白血病 / 融合遺伝子 / micro RNA / MEF2D / ZNF384

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、急性リンパ性白血病の新たな反復性遺伝子変異であるMEF2D融合遺伝子、ZNF384融合遺伝子の白血病化の機序を分子レベルで明らかにすることを目的に研究を行なっている。MEF2D融合遺伝子に関しては以下のことを明らかにした。
・MEF2D発現ベクターを作成し、MEF2D融合遺伝子形成の際に失われるC末端側のDNA領域を様々な形で欠損させ、それがタンパク発現に与える影響を調べることで、MEF2D遺伝子のヌクレオチド1128-1254の領域がmicro RNAの標的となっていることを明らかにした。
・ヌクレオチド1128-1254領域を標的にし得るmiRNAをデータベース検索しmiR122をその候補と定め、結合候補領域への変異導入によるMEF2Dタンパク発現の上昇、miR122 mimicのcotransfectionによるMEF2Dタンパク発現の抑制の確認により、miR122が責任micro RNAの一つであることを明らかにした。
・MEF2D融合タンパクをcotransfectionすることでB細胞分化制御因子であるPAX5の転写活性化能が抑制されることを示し、さらにそのPAX5の転写活性抑制がMEF2D融合タンパク特異的なhistone deacetylase (HDAC) 4との結合によるものであることを明らかにした。
・これらを総合して、MEF2D融合タンパクがmicro RNAによる抑制を回避することで高発現し、PAX5の機能を障害することでB細胞分化を障害するというモデルを提唱し、一連の結果をOncogene誌に報告した。
ZNF384に関しては、ZNF384融合タンパクがSALL4およびID2遺伝子のプロモーター／エンハンサー領域の遺伝子配列に対して融合遺伝子特異的に転写活性を示すことを発見した。来年度以降はZNF384融合タンパクの機能解析を中心に研究を進めていく。

Current Status of Research Progress

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

Reason

MEF2D融合遺伝子に関する研究は次年度研究論文投稿の予定であったが、計画の進捗が早く、また雑誌投稿後のアクセプトも早く、すでに論文発表を終えることができた。

Strategy for Future Research Activity

今年度はZNF384融合遺伝子の機能解析を中心に研究を進める。ZNF384融合タンパクの変異特異的な転写活性の機序として、DNA結合能、コファクターとの結合能を中心に野生型と融合タンパクの機能を比較する。またZNF384融合遺伝子陽性ALLの細胞株に対してSALL4, ID2のノックダウンを行うことでこれらの遺伝子が白血病細胞において果たす役割に付いて検討する。MEF2D融合遺伝子に関しては当初予定の研究を終えたので、これまでの知見をさらに発展させた内容の研究をさらに進めていく。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Shanghai Jiao Tong University(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: Shanghai Jiao Tong University
• [Int'l Joint Research] St. Jude Children’s Research Hospital(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: St. Jude Children’s Research Hospital
• [Int'l Joint Research] Lund University(スウェーデン)
  • Country Name: SWEDEN
  • Counterpart Institution: Lund University
• [Int'l Joint Research] University of Malaya Medical Centre(マレーシア)
  • Country Name: MALAYSIA
  • Counterpart Institution: University of Malaya Medical Centre
• [Int'l Joint Research] Yong Loo Lin School of Medicine(シンガポール)
  • Country Name: SINGAPORE
  • Counterpart Institution: Yong Loo Lin School of Medicine
• [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: 10.1038/s41388-018-0573-9.
  • 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: 10.1111/cas.13873.
  • 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, Lilljebjorn H, Shen SH, Cui BW, Bai L, Liu YF, Qian MX, 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: 10.1073/pnas.1814397115.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [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: 10.1182/blood-2018-03-791426.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] BCL2 inhibitor ABT-199 and JNK inhibitor SP600125 exhibit synergistic cytotoxicity against imatinib-resistant Ph+ ALL cells. (2018)
  • Author(s): Inoue C, Sobue S, Aoyama Y, Mizutani N, Kawamoto Y, Nishizawa Y, Ichihara M, Abe A, Hayakawa F, Suzuki M, Nozawa Y, Murate T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Rep. Volume: 15 Pages: 69-75
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2018.07.001.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adult acute lymphoblastic leukemia: update on pathophysiology and management (2018)
  • Author(s): Hayakawa F.
  • Journal Title: Rinsho Ketsueki. Volume: 59 Pages: 497-503
  • DOI: 10.11406/rinketsu.59.497.
  • Peer Reviewed
• [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: 10.3324/haematol.2017.183152.
  • Peer Reviewed
• [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: 10.1007/s00277-018-3323-8.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 成人B細胞性急性リンパ性白血病のゲノム学的・臨床的な特徴 (2018)
  • Author(s): 安田 貴彦, 西島 大, 小島 進也, 河津 正人, 上野 敏秀, 都築 忍, 清井 仁, 松村 到, 宮崎 泰司, 堀部 敬三, 間野 博行, 直江 知樹, 眞田 昌, 早川 文彦
  • Organizer: 第80回日本血液学会学術集会
• [Presentation] ZNF384融合遺伝子による急性リンパ性白血病発症機構の解明 (2018)
  • Author(s): 山本 秀行, 早川 文彦, 安田 貴彦, 南川 友香, 丹下 直 幸, 平野 大希, 小島 勇貴, 森下 喬允, 都築 忍, 間野 博 行, 直江 知樹, 清井 仁
  • Organizer: 第80回日本血液学会学術集会
• [Presentation] DUX4-IGH融合遺伝子陽性B細胞急性リンパ性白血病における転写活性解析 (2018)
  • Author(s): 田中 庸介, 河津 正人, 安田 貴彦, 早川 文彦, 清井 仁, 直江 知樹, 間野 博行
  • Organizer: 第80回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Genomic and Clinical Characterization of Adult Ph-Negative B-Cell Acute Lymphoblastic Leukemia (2018)
  • Author(s): Takahiko Yasuda, Dai Nishijima, Shinya Kojima, Masahito Kawazu, Toshihide Ueno, Shinobu Tsuzuki, Hitoshi Kiyoi, Itaru Matsumura, Yasushi Miyazaki, Keizo Horibe, Hiroyuki Mano, Tomoki Naoe, Masashi Sanada, Fumihiko Hayakawa,
  • Organizer: 60th ASH Annual Meeting & Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ZNF384-Fusion Proteins Have High Affinity to EP300, Which Increases Their Transcriptional Activities (2018)
  • Author(s): Hideyuki Yamamoto, Fumihiko Hayakawa, Takahiko Yasuda, Yuka Minamikawa, Naoyuki Tange, Daiki Hirano, Yuki Kojima, Takanobu Morishita, Shinobu Tsuzuki, Hiroyuki Mano, Tomoki Naoe, Hitoshi Kiyoi
  • Organizer: 60th ASH Annual Meeting & Exposition
  • Int'l Joint Research