2019 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated study aiming at development of precision medicine for poor prognostic acute lymphoblastic leukemia
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19H03615
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
犬飼 岳史 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (30293450)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
合井 久美子 山梨大学, 大学院総合研究部, 講師 (70324192)
赤羽 弘資 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (90377531)
渡邊 敦 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任助教 (30610498)
原間 大輔 山梨大学, 大学院総合研究部, 医学研究員 (10774078)
大城 浩子 山梨大学, 大学院総合研究部, 医学研究員 (50377537)
篠原 珠緒 山梨大学, 大学院総合研究部, 医学研究員 (80747452)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 急性リンパ性白血病 / 難治性 / 薬剤感受性 / ゲノム編集 / 個別化治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
難治性の急性リンパ性白血病症例において根治を得るには、個別化した治療法の確立が急務である。本研究は、難治性の白血病症例から樹立された多数の細胞株を活用して、薬剤感受性と関連するゲノム情報を同定する新たな取り組みである。すでに各株の多様な化学療法剤・低分子化合物・細胞傷害因子の感受性とゲノム情報をデータベース化し、薬剤感受性モデルとしての有用性を既知の遺伝子との関連から成果をあげている。
このうち、ゲノム編集技術を駆使して世界に先駆けて導入に成功した、BCR/ABL1遺伝子におけるT315I変異陽性の白血病細胞株は、これまでに国内・外（ドイツ・スウェーデン・韓国）の複数の研究者から共同研究の申し出があった。このうち、ドイツのGeorg-Speyer-Haus and Goethe Universityとの共同研究では、研究の成果論文が白血病研究の専門雑誌にacceptされている。
このように、本研究では国内外の多様なバック・グラウンドを持つ研究者との連携を深めて、網羅的および探索的な解析を中心に展開し、ゲノム編集技術も駆使した高いエビデンス・レベルの情報を蓄積させて、難治性白血病における個別化治療を可能とするイノベーションを創出する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
90株近いB前駆細胞型(BCP)急性リンパ性白血病(ALL)細胞株のうち、既知の染色体転座を持たない28株中19株(68%)で、MEF2D遺伝子に転座を認めた。臨床症例における既報と同様に、発症時年齢が高く、細胞表面抗原でCD5が高頻度に陽性で、CDKN2A/CDKN2B遺伝子の欠失が高頻度に認められた。さらに、大部分の化学療法剤に対して比較的良好な感受性を示す一方で、アントラサイクリン系抗癌剤に耐性傾向を示したことから、MEF2D転座陽性ALLの予後不良の背景に、アントラサイクリン系抗癌剤に対する耐性が関与している可能性が明らかになり、研究成果を欧文誌に論文投稿した。
ALL細胞株バンクにおける遺伝子多型と薬剤感受性との網羅的解析でも大きな進展があった。ALL臨床検体の公開データベースが急速に整備されたことによって、ALL細胞株のゲノムワイド関連解析(GWAS)によって同定された候補遺伝子の臨床的な意義を検証できる道筋が確立されたことである。実際に、ALL細胞株のステロイド剤感受性におけるGWASで同定された遺伝子の多くが、臨床検体において再発リスクと関連していることが検証され、「真の」薬剤感受性遺伝子を絞り込むことが可能になった（論文投稿中）。
さらに、CRISPR/Cas9によるゲノム編集技術による遺伝子変異の導入に、骨髄性白血病細胞株だけでなくALL細胞株でも成功し、薬剤感受性に関連する複数の遺伝子変異の検証が可能なった（論文投稿中）。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の基盤データとなるALL細胞株の薬剤感受性は、一定濃度の薬剤に3-4日間暴露させる実験系で評価されてきた。しかし、この方法では、維持療法において連日で経口投与される6MPのIC50値（50%の細胞が死滅する薬物濃度）が、維持療法中の血中濃度(Cmax)の約1000倍もの高濃度となってしまう。そこで、われわれは7日間暴露する実験系で改めて評価したところ、6MPのIC50値が維持療法中の血中濃度に相当するレベルとなることを発見した。このように、個々の薬剤の薬物動態を模したアッセイ系で評価することは、アッセイ方法としては煩雑になるが、その手間に見合った臨床薬理学に価値の高いデータが得られる。その結果、臨床的に有意義な感受性バイオマーカーとなりうる遺伝子マーカーを同定できると期待される。以上から、今後の研究では個々の薬剤の薬物動態を模したアッセイ系で、各ALL細胞株の薬剤感受性を改めて評価し直すことによって、臨床的に有意義な感受性バイオマーカーとなりうる遺伝子マーカーを同定することを目指す。
さらに、細胞株の解析から得られた候補遺伝子の臨床的な意義を、まずは公的な臨床検体データベースを最大限に活用して検証を進めることで、感受性に関連する「真の」遺伝子候補を絞り込み、最終的にはゲノム編集技術を活用して細胞遺伝学的に確認を進めることで、将来的な個別化治療への道を拓くことを目指す。
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[Journal Article] Nationwide survey of pediatric hypodiploid acute lymphoblastic leukemia in Japan.2019
Author(s)
Ishimaru S, Okamoto Y, Imai C, Sakaguchi H, Taki T, Hasegawa D, Cho Y, Kakuda H, Sano H, Manabe A, Imamura T, Kato M, Arakawa Y, Shimonodan H, Sato A, Suenobu S, Inukai T, Watanabe A, Kawano Y, Kikuta A, Horibe K, Ohara A, Koh K.
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Journal Title
Pediatr Int.
Volume: 11
Pages: 1103-1108
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] High ENT1 and DCK gene expression levels are a potential biomarker to predict favorable response to nelarabine therapy in T-cell acute lymphoblastic leukemia.2019
Author(s)
Akahane K, Murakami Y, Kagami K, Abe M, Harama D, Shinohara T, Watanabe A, Goi K, Nishi R, Yamauchi T, Kimura S, Takita J, Look AT, Minegishi M, Sugita K, Inukai T.
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Journal Title
Hematol Oncol.
Volume: 4
Pages: 516-519
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Resistance of t(17;19)-acute lymphoblastic leukemia cell lines to multiagents in induction therapy.2019
Author(s)
Watanabe A, Inukai T, Kagami K, Abe M, Takagi M, Fukushima T, Fukushima H, Nanmoku T, Terui K, Ito T, Toki T, Ito E, Fujimura J, Goto H, Endo M, Look T, Kamps M, Minegishi M, Takita J, Inaba T, Takahashi H, Ohara A, Harama D, Shinohara T, Somazu S, Oshiro H, Akahane K, Goi K, Sugita K.
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Journal Title
Cancer Med.
Volume: 11
Pages: 5274-5288
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Successful hematopoietic stem cell transplantation from an HLA-mismatched parent for engraftment failure after unrelated cord blood transplantation in patients with juvenile myelomonocytic leukemia: Report of two cases.2019
Author(s)
Akahane K, Watanabe A, Furuichi Y, Somazu S, Oshiro H, Goi K, Sakashita K, Muramatsu H, Hama A, Takahashi Y, Koike K, Kojima S, Sugita K, Inukai T.
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Journal Title
Pediatr Transplant.
Volume: 3
Pages: e13378.
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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