Live imaging system to monitor mutant Calreticulin which promote myeroproliferative neoplasms

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K16126
• 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): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 骨髄増殖性腫瘍 / CALR / TPOR / ライブセルイメージング

Outline of Annual Research Achievements

骨髄増殖性腫瘍（Myeloproliferative Neoplasm; MPN）は、骨髄中の造血幹細胞あるいは血球前駆細胞にドライバー変異が生じ、細胞の腫瘍化によって発症する稀な造血器腫瘍である。現在、MPN治療に用いられるJAK2阻害薬をはじめとした薬物は、血球数のコントロールや全身症状を改善するが、当該疾患を根治できない。MPNの根本的な治療法である骨髄移植は、治療関連死のリスクや移植不適応症例が多いなどの理由から、症例は極めて少ない。そのため、MPN発症メカニズムの理解に基づく新規治療法の開発が急務である。
申請者らは、2013年に新たに発見されたドライバー変異遺伝子CALRから作られた変異型タンパク質が、サイトカイン受容体TPORに結合し、受容体を恒常的に活性化することで、MPNを引き起こすことを明らかにした。しかし、これまで分子シャペロンCALRに受容体を活性化する機能は知られておらず、変異型CALRによる受容体活性化の詳細なメカニズムは明らかでない。そこで本研究では、生きた細胞中において、変異型CALRが細胞内のどこでサイトカイン受容体を活性化するか解析するイメージングシステムの確立を目指した。
これまでに、変異型CALRと黄色蛍光タンパク質Venusを融合させたキメラタンパク質を、レトロウイルスベクターを用いてヒト巨核球系細胞株UT-7/TPOに発現させ、変異型CALRの機能を示すか検証した。変異型CALRの局在および細胞内の蓄積量が、Venusタグを用いていない場合と同等であった。さらに、TPORを発現する細胞においてサイトカイン非依存的な増殖を示した。この増殖は、TPORを発現しない細胞株では見られなかった。
以上の結果より、変異型分子シャペロンによるサイトカイン受容体の恒常的な活性化を再現する新たな解析システムが確立できた。

Research Products

• [Journal Article] Mutant Calreticulin Interacts With MPL in the Secretion Pathway for Activation on the Cell Surface (2020)
  • Author(s): Nami Masubuchi, Marito Araki, Yinjie Yang, Erina Hayashi, Misa Imai, Yoko Edahiro, Yumi Hironaka, Yoshihisa Mizukami, Yoshihiko Kihara, Hiraku Takei, Mai Nudejima , Masato Koike, Akimichi Ohsaka, Norio Komatsu
  • Journal Title: Leukemia Volume: 34 Pages: 499-509
  • DOI: 10.1038/s41375-019-0564-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Homomultimerization of mutant calreticulin is a prerequisite for MPL binding and activation. (2019)
  • Author(s): Araki M, Yang Y, Imai M, Mizukami Y, Kihara Y, Sunami Y, Masubuchi N, Edahiro Y, Hironaka Y, Osaga S, Ohsaka A, Komatsu N
  • Journal Title: Leukemia Volume: 33 Pages: 122-131
  • DOI: 10.1038/s41375-018-0181-2
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 変異型Calreticulin特異的配列によるゴルジ体への局在 (2019)
  • Author(s): 水上喜久, 荒木真理人, 今井美沙, 林英里奈, 増渕菜弥, 楊印杰, 木原慶彦, 弘中由美, 大坂顯通, 小松則夫.
  • Organizer: 第81回日本血液学会学術集会
• [Presentation] 変異型特異的配列による変異型CALRの細胞内局在の規定 (2019)
  • Author(s): 水上喜久, 荒木真理人, 今井美沙, 林英里奈, 増渕菜弥, 楊印杰, 木原慶彦, 弘中由美, 大坂顯通, 小松則夫
  • Organizer: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会
• [Presentation] calreticulin変異による骨髄増殖性腫瘍発症の分子メカニズム (2019)
  • Author(s): 荒木真理人, 楊印杰, 増渕菜弥, 林英里奈, 水上喜久, 木原慶彦, 今井美沙, 弘中由美, 橳島麻衣, 枝廣陽子, 大坂顯通, 小松則夫
  • Organizer: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会
• [Presentation] 分泌経路における変異型分子シャペロンとサイトカイン受容体の会合による細胞の腫瘍化 (2019)
  • Author(s): 増渕菜弥, 荒木真理人, 木原慶彦, 楊印杰, 今井美沙, 水上喜久, 林英里奈, 弘中由美, 竹井拓, 枝廣陽子, 大坂顯通, 小松則夫
  • Organizer: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会
• [Presentation] 分子シャペロンの異常により生じる細胞腫瘍化の分子メカニズム (2019)
  • Author(s): 荒木真理人, 楊印杰, 増渕菜弥, 水上喜久, 木原慶彦, 今井美沙, 枝廣陽子, 大坂顯通, 小松則夫
  • Organizer: 第15回血液学若手研究者勉強会(麒麟塾)