Molecular mechanisms of lower-risk MDS

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K08824
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 原田 浩徳 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (10314775)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原田 結花 東京都立駒込病院(臨床研究室), 臨床試験科, 医長 (50379848)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 骨髄異形成症候群 / 骨髄不全症 / RUNX1 / ミトコンドリア動態異常 / BMTモデル

Outline of Annual Research Achievements

低リスク骨髄異形成症候群（MDS）の病態において、特に骨髄不全症の発症機序を明らかにするために、CBL変異（CBLΔE8-9）/RUNX1変異（RUNX1S291fs）を野生型マウスの造血幹細胞・前駆細胞に遺伝子導入した骨髄移植（BMT）モデルマウスを用いて検討を行った。このCBLΔE8-9/RUNX1S291fs BMTマウスはMDSの白血球減少、すなわち骨髄不全症の表現型と遺伝子発現プロファイルを忠実に再現した、世界で初めての早期発症低リスクMDSモデルマウスである。造血幹細胞・前駆細胞（HSC/Ps）におけるミトコンドリア動態を解析すると、CBLΔE8-9/RUNX1S291fs BMTマウスではミトコンドリアの過剰分裂に伴う断片化が生じていることが明らかになった。ミトコンドリアはROSの過剰な産生源であり、ミトコンドリア動態異常はしばしばROSの漏出を伴うことが知られている。実際にCBLΔE8-9/RUNX1S291fs BMTマウスのHSC/Psでは、コントロールマウスに比べてROSのレベルが亢進していた。CBLΔE8-9/RUNX1S291fs BMTマウスでは無効造血の所見が認められ、何らかの機序による細胞死の亢進が示唆された。ミトコンドリア動態異常やROSレベルの上昇は、いずれも細胞死の引き金となる。骨髄細胞の詳細な解析を通じて、細胞死が特に骨髄系細胞の分化過程後期で起きていること、さらにその細胞死はホスファチジルセリンの細胞外露出を伴わない細胞死を主体としたものであることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

CBLΔE8-9/RUNX1S291fs BMTによる世界初の早期発症低リスクMDSモデルマウスを樹立した。このマウスのHSC/Psにおいてミトコンドリア動態異常（著明なミトコンドリアの断片化）が生じてROSの産生が亢進し、汎血球減少すなわちMDSの骨髄不全状症へと導いてゆくことが明らかになった。

Strategy for Future Research Activity

ミトコンドリアダイナミクス制御異常および細胞内ROSレベルの上昇は、いずれも細胞死の引き金となる。アポトーシス以外にも様々な細胞死の形態が存在することが明らにされてきた。MDSの病態におけるアポトーシスやパイロトーシス、ネクロトーシスの関与も報告されている。CBLΔE8-9/RUNX1S291fs BMTマウス骨髄におけるHSC/Psからの分化成熟過程における細胞死を検討し、細胞死のメカニズムを明らかにする。また、ミトコンドリア断片化を抑制することで細胞死が抑制できるかを検討してゆく。

Causes of Carryover

（理由）学会出張を予定していたが、社会情勢のため取りやめになった。また、購入を予定していた試薬が期間内に入荷しなかった。
（使用計画）新年度の配分額と合算し、全て使用する。

Research Products

• [Journal Article] Genetic basis for iMCD-TAFRO (2020)
  • Author(s): Yoshimi Akihide、Trippett Tanya M.、Zhang Nan、Chen Xueyan、Penson Alexander V.、Arcila Maria E.、Pichardo Janine、Baik Jeeyeon、Sigler Allison、Harada Hironori、Fajgenbaum David C.、Dogan Ahmet、Abdel-Wahab Omar、Xiao Wenbin
  • Journal Title: Oncogene Volume: - Pages: -
  • DOI: doi: 10.1038/s41388-020-1204-9
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Late appearance of eosinophilia in myeloid blast phase of myeloid neoplasm with rearrangement of PDGFRβ (2020)
  • Author(s): Nagata A, Doki N, Harada H, Takezaki T, Konishi T, Yamada Y, Kaito S, Kurosawa S, Yoshifuji K, Harada K, Sakaguchi M, Yasuda S, Yoshioka K, Watakabe-Inamoto K, Toya T, Igarashi A, Najima Y, Muto H, Kobayashi T, Kakihana K, Harada Y, Sakamaki H, Ohashi K
  • Journal Title: Leukemia & Lymphoma Volume: - Pages: 1～4
  • DOI: doi: 10.1080/10428194.2020.1731499
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nationwide epidemiological survey of familial myelodysplastic syndromes/acute myeloid leukemia in Japan: a multicenter retrospective study (2020)
  • Author(s): Takaoka Kensuke、Koya Junji、Yoshimi Akihide、Toya Takashi、Kobayashi Takashi、Nannya Yasuhito、Nakazaki Kumi、Arai Shunya、Ueno Hironori、Usuki Kensuke、Yamashita Takeshi、Imanishi Daisuke、Sato Shinya、Suzuki Kenshi、Harada Hironori、Manabe Atsushi、Hayashi Yasuhide、Miyazaki Yasushi、Kurokawa Mineo
  • Journal Title: Leukemia & Lymphoma Volume: - Pages: 1～7
  • DOI: doi: 10.1080/10428194.2020.1734595
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gene Rearrangements of MLL and RUNX1 Sporadically Occur in Normal CD34+ Cells Under Cytokine Stimulation (2020)
  • Author(s): Harada Yuka、Shingai Naoki、Ding Ye、Sadato Daichi、Hayashi Yoshihiro、Yamaguchi Masaki、Okuyama Yoshiki、Shimoyama Tatsu、Ohashi Kazuteru、Harada Hironori
  • Journal Title: Cancer Science Volume: - Pages: -
  • DOI: doi: 10.1111/cas.14392
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 低リスクMDSに対する治療選択 MDS治療をどう改善するか？ (2020)
  • Author(s): 原田浩徳，萩原政夫，名島悠峰
  • Journal Title: 臨床血液 Volume: 61 Pages: 156-165
• [Presentation] Tet2 loss reshapes the binding regions of Hmga2 and promotes the development of MDS (2019)
  • Author(s): Bai J, Yokomizo-Nakano T, Kubota S, Kanai A, Yuqi S, Harada H, Iwama A, Sashida G
  • Organizer: The 15th International Symposium on Myelodysplastic Syndromes
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dysregulated mitochondrial electron transport chain is involved in bone marrow failure in a novel preclinical MDS model (2019)
  • Author(s): Aoyagi Y, Hayashi Y, Shingai N, Harada Y, Harada H
  • Organizer: The 78th annual meeting of the Japanese Cancer Association
• [Presentation] An oral decitabine prodrug induces strong cell differentiation by CEBPE and GATA-1 up-regulation (2019)
  • Author(s): Ureshino H, Watanabe T, Kamachi Y, Kurahashi K, Fukuda-Kurahashi Y, Tohyama K, Okada S, Harada H, Ushijima T, Kimura S
  • Organizer: The 78th annual meeting of the Japanese Cancer Association
• [Presentation] Tet2 loss reshapes Hmga2 binding regions to promote the development of myelodysplastic syndrome (2019)
  • Author(s): SashidaG, Yokomizo T, Kubota S, Harada H, Osato M, Iwama A
  • Organizer: The 78th annual meeting of the Japanese Cancer Association
• [Presentation] RUNX3 over-expression impedes RUNX1 function and promotes the development of myelodysplastic syndrome (2019)
  • Author(s): Yokomizo-Nakano T, Kubota S, Iwama A, Harada H, Osato M, Sashida G
  • Organizer: The 78th annual meeting of the Japanese Cancer Association
• [Presentation] Insufficiency of non-canonical PRC1 complex accelerates the progression of myelofibrosis (2019)
  • Author(s): Shinoda D, Nakajima Y, Oshima M, Harada H, Koseki A, Shimoda K, Sashida G, Iwama A
  • Organizer: The 81th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
• [Presentation] Clinicopathological significance of megakaryocyte clustering in MDS with myelofibrosis (2019)
  • Author(s): Shingai N, Harada H, Harada Y, Hayashi Y, Kayano S, Komatsu N
  • Organizer: The 81th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
• [Presentation] Aberrant mitochondrial complex activity causes bone marrow failure in a lower-risk MDS model (2019)
  • Author(s): Hayashi Y, Aoyagi Y Shingai N, Harada Y, Harada H
  • Organizer: The 81th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
• [Presentation] An oral decitabine prodrug induces strong cell differentiation by CEBPE and GATA-1 up-regulation (2019)
  • Author(s): Ureshino H, Watanabe T, Kamachi Y, Kurahashi K, Fukuda-Kurahashi Y, Tohyama K, Okada S, Harada H, Ushijima T, Kimura S
  • Organizer: The 81th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
• [Presentation] Clinical and Genetic Characteristics of Adolescent and Young Adult Patients with Myelodysplastic Syndromes (2019)
  • Author(s): Konishi T, Harada Y, Sadato D, Otsuka Y, Konuma R, Adachi H, Wada A, Kishida Y, Nagata A, Yamada Y, Marumo A, Noguchi Y, Mukae J, Inamoto K, Toya T, Igarashi A, Najima Y, Kobayashi T, Kakihana K, Haraguchi K, Okuyama Y, Harada H, Ohashi K, Doki N
  • Organizer: The 61th ASH Annual Meeting and Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hmga2 Functions As an Oncogene upon the Deletion of Tet2 and Promotes the Pathogenesis of Myelodysplastic Syndrome (2019)
  • Author(s): Bai J, Kubota S, Yokomizo T, Kanai A, Sun Y, Iimori M, Harada H, Nakagata N, Iwama A, Sashida G
  • Organizer: The 61th ASH Annual Meeting and Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cage Transcriptome Analysis Reveals BCL2A1 Upregulation in FLT3-ITD/D835 Dual Mutated AML Cells Harboring Complex Co-Mutations (2019)
  • Author(s): Yamatani K, Ai T, Saito K, Yang H, Suzuki K, Hori A, Murakami-Tonami Y, Zhang W, Carter BZ, Kinjo S, Ikeo K, Katayama K, Harada H, Miida T, Shah NP, Konopleva MY, Hayashizaki Y, Andreeff M, Tabe Y
  • Organizer: The 61th ASH Annual Meeting and Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] rospective Comparison of Azacitidine Treatment between 7-Days and 5-Days Schedules for Patients with Higher-Risk Myelodysplastic Syndromes; Results of Japan Adult Leukemia Study Group MDS212 Trial (2019)
  • Author(s): Kiguchi T, Sato S, Usuki K, Ishiyama K, Ito Y, Suzuki T, Taguchi J, Chiba S, Dobashi N, Tomita A, Harada H, Handa H, Horiike S, Maeda T, Matsuda M, Ichikawa M, Hata T, Honda S, Iyama S, Suzushima S, Moriuchi Y, Kurokawa T, Yamauchi T, Kiyoi H, Naoe T, Miyazaki Y
  • Organizer: The 61th ASH Annual Meeting and Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neutrophil convert into atypical Ly6G+SiglecF+ cells with neurosupportive properties in olfactory neuroepithelium (2019)
  • Author(s): Ogawa K, Asano K, Yotsumoto S, Yamane T, Arita M, Hayashi Y, Harada H, Fukuyama H, Tanaka M
  • Organizer: The 48th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
• [Book] 基礎講義 生物学 （分担：動物の体内環境） (2020)
  • Author(s): 井上 英史、都筑 幹夫 （分担：原田浩徳）
  • Total Pages: 240 （分担：pp95-130）
  • Publisher: 東京化学同人
  • ISBN: ISBN978-4-8079-0972-8
• [Remarks] 東京薬科大学生命科学部腫瘍医科学研究室
  • URL: http://toyaku-ls-oncology.com/