Elucidation of the mechanism of ATLL development and identification of leukemic stem cell profiles using a mouse model

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08715
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 亀田 拓郎 宮崎大学, 医学部, 助教 (30468029)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ATLL / HBZ / CARD11 / 癌 / シグナル伝達 / ウイルス

Outline of Annual Research Achievements

ATL腫瘍細胞で恒常的に発現しているウイルス遺伝子をCD4 T cellに導入したマウス（HBZ TG）、ATLで高頻度にみられるTCR-NFκBを活性化する機能獲得型変異をCD4 T cellに導入したマウス（CARD11(E626K)CD4-cre）、およびこれらの異常を組み合わせた二重異常TG（CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TG）について、表現型解析、および、RNAシークエンスなどの機能解析を行った。CARD11変異TGと二重異常TGではT-cellの肺浸潤（二重異常TGでより重度）、軽度のリンパ節腫大（CARD11変異 TG 73%、二重異常TG 81%)、生存短縮（CARD11変異TG 13.5カ月、二重変異TG 6.9カ月）を認め、これらのモデルマウスがATL病態を再現することを明らかにした。CD4 T cellのRNAシークエンス解析では、CARD11(E626K)CD4-creマウスではNFκB活性化が認められ、CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGではさらに強いNFκB活性化（特にATL検体に類似したnon canonical経路のNFκB活性化）が認められた。CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGでは単独の遺伝子異常のマウスと比較して、増殖に関連する多彩なgene setの発現がみられた。CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGではヒト急性型ATL検体でみられる異常なgene setの約8割が再現されており、TCR-NFκB経路分子の変異にともなうNFκB活性化とウイルス遺伝子HBZがATL分子病態の基盤を形成す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

HBZ TG、CARD11(E626K)CD4-cre、CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGの各マウスの解析は順調である。CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGマウスでは、ATL検体と類似したTCR/NF-κB経路の活性化と、生後半年でのリンパ増殖性疾患の発症が観察され、また、CD4 T cellにおいてはヒトATL検体と類似した遺伝子発現異常が観察されたことから、ATLの基本的な分子病態の形成機序を実証できた。

Strategy for Future Research Activity

HBZ TG、CARD11(E626K)CD4-cre、CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGの各マウスの解析を継続する。T cellの分画による遺伝子発現異常の差異を検討し、腫瘍幹細胞様分画が含まれる可能性がある分画を探索する。ATL病態の完成（異常リンパ球の著増、重度のリンパ節腫大）に、どのような付加的な遺伝子異常や遺伝子発現異常が必要であるのかを検討する。腫瘍化に関与する遺伝子異常や発現異常のうち、どのような経路を阻害すれば腫瘍の抑制につながるかを、種々の阻害剤を用いて、in vivo、in vitroで検討する。ATLLの効果的な治療標的を同定し、多くの患者に許容可能な治癒的治療法の開発を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Higher average chemotherapy dose intensity improves prognosis in patients with aggressive adult T‐cell leukemia/lymphoma (2020)
  • Author(s): Sekine M, Kameda T, Shide K, Maeda K, Toyama T, Kawano N, Takeuchi M, Kawano H,Sato S, Ishizaki J, Kukita T, Kamiunten A, Akizuki K, Tahira Y, Shimoda H, Hidaka T, Yamashita K, Matsuoka H, Kitanaka A, Kubuki Y, Shimoda K
  • Journal Title: European Journal of Haematology Volume: 106 Pages: 398～407
  • DOI: 10.1111/ejh.13565
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical significance of soluble CADM1 as a novel marker for adult T-cell leukemia/lymphoma (2020)
  • Author(s): Nakahata S, Syahrul C, Nakatake A, Sakamoto K, Yoshihama M, Nishikata I, Ukai Y, Matsuura T, Kameda T, Shide K, Kubuki Y, Hidaka T, Kitanaka A, Ito A, Takemoto S, Nakano N, Saito M, Iwanaga M, Sagara Y, Mochida K, Amano M, Maeda K, Sueoka E, Okayama A, Utsunomiya A, Shimoda K, Watanabe T, Morishita K
  • Journal Title: Haematologica Volume: 106 Pages: 532～542
  • DOI: 10.3324/haematol.2019.234096
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] MALT1 阻害薬の開発とATL に対する治療効果の検討 (2020)
  • Author(s): 上運天綾子、森下大輔、亀田拓郎、木暮泰寛、幣光太郎、田平優貴、南谷泰仁、依田成玄、秋月渓一、関根雅明、日高智徳、久冨木庸子、水谷明生、杉山緑、有川泰由、三宅洋、片岡圭亮、小川誠司、下田和哉
  • Organizer: 第82 回日本血液学会学術集会
• [Presentation] ATL で好発する機能獲得型変異CARD11E626KはマウスにおけるHBZ 誘導性の炎症を亢進させる (2020)
  • Author(s): 亀田拓郎、幣光太郎、上運天綾子、田平優貴、秋月渓一、関根雅明、日高智徳、久冨木庸子、杉山緑、森下大輔、下田和哉
  • Organizer: 第82 回日本血液学会学術集会
• [Presentation] 化学療法のdose intensity とmogamulizumab 投与がaggressive ATLL の予後を改善する (2020)
  • Author(s): 関根雅明、亀田拓郎、幣光太郎、前田宏一、外山孝典、河野徳明、武内正紀、河野浩、佐藤誠一、石崎淳三、久木田稔正、上運天綾子、秋月渓一、田平優貴、下田晴子、日高智徳、山下清、松岡均、下田和哉
  • Organizer: 第82 回日本血液学会学術集会
• [Presentation] マルチオミクス単一細胞解析によるHTLV-1 感染状態およびATL における細胞動態の網羅的解明 (2020)
  • Author(s): 古屋淳史、斎藤優樹、亀田拓郎、木暮泰寛、Marni Mcclure、新垣清登、吉藤康太、田畑真梨子、上運天綾子、幣光太郎、下田和哉、片岡圭亮
  • Organizer: 第82 回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Whole-Genome Analysis of Adult T-Cell Leukemia/Lymphoma (2020)
  • Author(s): Kogure Y,Kameda T, Koya J, Kamiunten A, Shide K, Hidaka T, Kubuki Y, Yoshimitsu M, Nosaka K, Imaizumi Y :
  • Organizer: 62nd ASH Annual Meeting and Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dissecting Multicellular Ecosystems of HTLV-1 Infection and ATL By Multi-Omics Single Cell Analysis (2020)
  • Author(s): Koya J,Saito Y, Kameda T, Kogure Y, Marni B McClure, Shingaki S, Tabata M, Kamiunten A, Shide K, Shimoda K :
  • Organizer: 62nd ASH Annual Meeting and Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CARD11 Mutation Induces Oligoclonal Expansion of T-Cells, and Accelerates ATL Development in Combination with HBZ (2020)
  • Author(s): Kameda T,Shide K, Kamiunten A, Yuki T, Sekine M, Akizuki K, Hidaka T, Kubuki Y, Sugiyama M, Morishita D :
  • Organizer: 62nd ASH Annual Meeting and Exposition
  • Int'l Joint Research