whole genome and multiomics analysis of hairy cell leukemia japansese variant

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H02711
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 横山 和明 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (00647498)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井元 清哉 東京大学, 医科学研究所, 教授 (10345027) ; 木村 晋也 佐賀大学, 医学部, 教授 (80359794) ; 石井 敬人 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (90814294)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 有毛細胞白血病 / 全ゲノム / マルチオミクス

Outline of Annual Research Achievements

希少成熟B細胞腫瘍である、有毛細胞白血病(HCL) には欧米型亜型と、それとは異なる臨床的特徴を持つ、本邦固有の日本型亜型(HCLjv)が存在する。本研究では、HCLjvに対して、申請者らが全ゲノム解析にて発見した病態関連遺伝子変異候補X-Zと標的薬候補について検討し、分子病態や標的治療を開発する事を目的としている。本年度は、1)HCLjvにおけるマルチオミクス情報基盤の構築、において木村がCLLRSG研究と共同で、石井が自施設から、2021年に引き続き、HCLjv+HCLc(n=10)の末梢血腫瘍検体を収集した。これを元に横山が wgs解析を行い、HCLjvにおいてX-Zの３遺伝子が高頻度に認められる事を確認した。2)in vitro機能解析によるHCLjvの分子病態解明では、木村らがドライバー変異を再現したモデル細胞株1line を選定した。当該細胞株を用いて、WBを用いた、ドライバー変異Xの下流のシグナル伝達経路の検討を行い、NFkb経路、Akt経路の活性化を確認した。3)in vivo機能解析　2021年は木村が、患者細胞を免疫不全マウスに移植し、PDX樹立を複数回試みたものの細胞生着が得られなかった。そこで2022年度は、上記細胞株を免疫不全マウスに移植した系の確立を試み、系の確立をなし得た。また、これに横山が並行して、X、Yを再現したコンディショナルノックインマウスの作成する事を試みたが、1 line目は、loxp配列の挿入部位の問題により、予期せずXのloss of functionのphenotypeによる生育不全となってしまった。 2023年はこの組み換えの挿入配列の挿入部位を改良することでX、Yを再現したコンディショナルノックインマウスの樹立を試みる予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

1)については当初の予定通り順調に検体が収集され結果が得られている。
2)in vitro機能解析によるHCLjvの分子病態解明では、当初計画していたより、細胞株選定が難航した。しかし、2022年にドライバー変異を再現したモデル細胞株1line を選定できた。これにより木村らが当該細胞株を用いて、WBを用いた、ドライバー変異Xの下流のシグナル伝達経路の検討を行い、NFkb経路、Akt経路の活性化を確認できた。3)in vivo機能解析　では、患者細胞のを免疫不全マウスに移植し、PDX樹立を複数回試みたものの細胞生着が得られなかった。その点で改革が遅れたが、2022年度は、上記細胞株を免疫不全マウスに移植した系の確立を試み、系の確立をなし得た。また、これに横山が並行して、X、Yを再現したコンディショナルノックインマウスの作成する事を試みたが、1 line目は、loxp配列の挿入部位の問題により、予期せずXのloss of functionのphenotypeによる生育不全となってしまった。 以上を鑑み、1)2)は当初の予定通りほぼ進捗しているが、3)の進捗がやや遅れていると評価している。

Strategy for Future Research Activity

希少成熟B細胞腫瘍である、有毛細胞白血病(HCL) には欧米型亜型と、それとは異なる臨床的特徴を持つ、本邦固有の日本型亜型(HCLjv)が存在する。本研究では、HCLjvに対して、申請者らが全ゲノム解析にて発見した病態関連遺伝子変異候補X-Zと標的薬候補について検討し、分子病態や標的治療を開発する事を目的としている。2021,2022年の進捗を踏まえ、本年度は1)HCLjvにおけるマルチオミクス情報基盤の構築、において木村がCLLRSG研究と共同で、石井が自施設から、2021年に引き続き、HCLjv(n=2)を追加で末梢血腫瘍検体を収集する。横山が wgsと一部でomics解析を行い、HCLjvにおいてX-Zの３遺伝子の分子病態の解明を試みる。2)in vitro機能解析によるHCLjvの分子病態解明では、木村らがドライバー変異を再現したモデル細胞株1line を選定できたので、当該細胞株を用いた薬剤感受性試験を実施し、HCLjvにおける治療法開発に資するPOCノ実験dataを引き続き得るようにする。特にNFkb経路阻害剤の有用性を確認する。3)in vivo機能解析　2022年度は、H細胞株を免疫不全マウスに移植した系の確立が行えた。そこでX、Yを標的とした薬剤感受性のマウス実験を、具体的にはNFkb阻害剤の投与実験による引き続き行う。また失敗に終わった1lineの教訓を生かし、横山はXを再現したコンディショナルノックインマウスの2 line目, 3line目のデザインと樹立を試みる。具体的にはXのinversionやdeletionを誘導するloxp配列の挿入部位の工夫を行う。以上により、HCLjvにおける、分子病態の解明と標準治療法開発を最終的に目指す。

Research Products

• [Journal Article] Explainable AI for Estimating Pathogenicity of Genetic Variants Using Large-Scale Knowledge Graphs. (2023)
  • Author(s): Abe S, Tago S, Yokoyama K, Ogawa M, Takei T, Imoto S, Fuji M.
  • Journal Title: Cancers (Basel) Volume: 15 Pages: 1118
  • DOI: 10.3390/cancers15041118.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via extracellular vesicles to suppress normal hematopoiesis (2022)
  • Author(s): Hayashi Y, Kawabata KC, Tanaka Y, Uehara Y, Mabuchi Y, Murakami K, Nishiyama A, Kiryu S, Yoshioka Y, Ota Y, Sugiyama T, Mikami K, Tamura M, Fukushima T, Asada S, Takeda R, Kunisaki Y, Fukuyama T, Yokoyama K, et al.
  • Journal Title: Cell Rep Volume: 39 Pages: 110805
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110805.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Anti-inflammatory effects of ruxolitinib on chronic neutrophilic leukemia harboring CSF3R-T618I mutation with bilateral renal abscesses. (2022)
  • Author(s): Sahara N, Yokoyama K, Matsunaga T, Kitahara S, Fujii T, Kobayashi S, Yusa N, Shimizu E, Imoto S, Tojo A, Ohno N.
  • Journal Title: Leuk Res Rep. Volume: 18 Pages: 100348
  • DOI: 10.1016/j.lrr.2022.100348. eCollection 2022.
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via extracellular vesicles to suppress normal hematopoiesis. (2022)
  • Author(s): Hayashi Y, Kawabata KC, Tanaka Y, Uehara Y, Mabuchi Y, Murakami K, Nishiyama A, Kiryu S, Yoshioka Y, Ota Y, Sugiyama T, Mikami K, Tamura M, Fukushima T, Asada S, Takeda R, Kunisaki Y, Fukuyama T, Yokoyama K,et al..
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 39 Pages: 110805
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110805.