Study for the mechanism of onset for myelodysplastic syndromes among atomic bomb survivors through temporal axis

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03712
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 宮崎 泰司 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (40304943)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉浦 孝一郎 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (00304931)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 骨髄異形成症候群 / ゲノム変異 / 放射線誘発造血器腫瘍

Outline of Annual Research Achievements

原爆被爆者では、原爆放射線によって骨髄異形成症候群（MDS）の発症リスクが上昇していることを臨床疫学的に報告してきた。本研究では被爆者においてMDS発症に至る造血細胞のゲノム変異獲得やMDS クローンの推移を、発症までの十年以上の時間軸で検討することを目的として検討を行っている。ヒトの腫瘍でこうした時間経過にそった前向き検体のゲノム解析研究はほとんど報告がなく、ヒト造血器腫瘍の発症経過を明らかにできる非常に重要な検討になると考えられる。これまでに、被爆者MDS複数症例において時間軸に沿った検体が集積されており、それらについて次世代シーケンサを用いた解析を進めている。Depth を200 程度まで深めたエクソーム解析（Illumina 社HighSeq200）を基本とし、胚細胞系列コントロールが得られる例ではそれと比較し、それが得られない場合には最も古い検体をコントロールとした解析およびMDSで一定頻度に同定される既報の変異を基にした解析を実施している。また、一部では得られたゲノム変異の結果を評価するために、確認の遺伝子配列確定を実施し、クローンの変異をより詳細に検討した。これまでに我々が報告した被爆者MDSに見られる遺伝子変異が今回の検討でも同定されており、そうした変異の時間的な変化に焦点を当てて検討を進める予定である。
一分子シーケンサ（PackBio社）を用いた実験では、細胞株から抽出したゲノムを用いて測定条件の検討を進めており、いくつかの測定のための条件を設定することができた。また、マウスモデル実験では、予定していた基本となる遺伝子改変マウスを得ており、交配によって目的とするマウスの作成を始めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

被爆者においてMDS発症に至る造血細胞のゲノム変異獲得やMDS クローンの推移を、発症までの十年以上の時間軸で検討することを目的として検討を行っており、これまでに集積された被爆者MDS複数症例での時間軸に沿った検体について次世代シーケンサを用いた解析を進めている。Depth を200 程度まで深めたエクソーム解析（Illumina 社HighSeq200）を基本とし、胚細胞系列コントロールが得られる例ではそれと比較し、それが得られない場合には最も古い検体をコントロールとした解析およびMDSで一定頻度に同定される既報の変異を基にした解析を実施している。また、一部では得られたゲノム変異の結果を評価するために、確認の遺伝子配列確定を実施し、クローンの変異をより詳細に検討した。これまでに我々が報告した被爆者MDSに見られる遺伝子変異が今回の検討でも同定されており、そうした変異の時間的な変化に焦点を当てて検討を進める予定である。近距離被爆者で血液異常を示していない検体についても収集されており、それらについてのゲノム解析を開始している。
一分子シーケンサ（PackBio社）を用いた実験では、細胞株から抽出したゲノムを用いて測定条件の検討を進めており、いくつかの測定のための条件を設定することができた。また、マウスモデル実験では、予定していた基本となる遺伝子改変マウスを得ており、交配によって目的とするマウスの作成を始めている。

Strategy for Future Research Activity

時間軸に沿った検体の解析は、全体の次世代シーケンサによる解析、同定された変異の確認シーケンスを順次実施して、検体毎のゲノム変異の確定作業を進める。まずは、1症例においてそれらのデータを時系列で解析し、個別の検体データの変異情報が時間軸で見た際に問題なく繋がって解釈できるのかを検討する。血液検査を示さない近距離被爆者血液検体では、無症状のクローン性造血がどの程度見られるのか、検討を進める。
一分子シーケンサ解析では、さらに条件設定を進め、細胞株によるシーケンスデータを収集する。こうして得られるデータはいわゆる次世代シーケンサからのデータとは内容が異なり、情報量はさらに膨大なものとなると考えられる。その膨大なデータの解析手法の選択/開発を行う。
マウスモデル実験では、目的とするマウスを得て、そのマウスの観察を開始する。

Research Products

• [Journal Article] No clear survival benefit of azacitidine for lower-risk myelodysplastic syndromes: A retrospective study of Nagasaki. (2020)
  • Author(s): Toriyama E, Hata T, Yokota KI, Chiwata M, Kamijo R, Hashimoto M, Taguchi M, Horai M, Matsuo M, Matsuo E, Takasaki Y, Kawaguchi Y, Itonaga H, Sato S, Ando K, Sawayama Y, Taguchi J, Imaizumi Y, Tsushima H, Jo T, Yoshida S, Moriuchi Y, Miyazaki Y.
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 111 Pages: 4490-4499
  • DOI: 10.1111/cas.14653.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Implications of TP53 allelic state for genome stability, clinical presentation and outcomes in myelodysplastic syndromes. (2020)
  • Author(s): Bernard E, Nannya Y, Platzbecker U, Heuser M, Valent P, Chiba S, Miyazaki Y, Cervera J, Atsuta Y, Gattermann N, Ebert BL, Bejar R, Greenberg PL, Cazzola M, Ogawa S, Papaemmanuil E, et al.
  • Journal Title: Nature Medicine Volume: 26 Pages: 1549-1556
  • DOI: 10.1038/s41591-020-1008-z.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Comparison of cytogenetic aberration between MDS in A-bomb survivors and therapy-related MDS (2020)
  • Author(s): Makiko Horai，Shinya Sato，Eo Toriyama, Miki Hashimoto, Masatoshi Matsuo，Masako Iwanaga, Tatsuro Jo，Yumi Takasaki， Hideki Tsushima，Shinichiro Yoshida， Koji Ando， Yasushi Sawayama，Yoshitaka Imaizumi，Tomoko Hata，Yukiyoshi Moriuchi，Yasushi Miyazaki
  • Organizer: 第82回 日本血液学会学術集会
  • Int'l Joint Research