クローン造血（CH）環境の腫瘍発生・進展への機序およびCH環境の免疫学的制御

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K07153
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 水野 晋一 九州大学, 医学研究院, 教授 (40569430)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: クローン造血 / 免疫監視 / マクロファージ

Outline of Annual Research Achievements

クローン造血(CH: clonal hematopoiesis)は、造血幹細胞が遺伝子変異によりクローン性の増殖を獲得する病態である。CHは様々な疾患に関与することが報告されているが、特にクローン性の造血幹細胞から増殖・分化した遺伝子変異を有するマクロファージによる心血管疾患のリスク上昇が問題となっている。また腫瘍の発生や進展においても、CHに由来するマクロファージなどの免疫細胞が腫瘍微小環境に影響することで腫瘍の発生・進展へ関与することが推測されている。
本研究では、(1)腫瘍の発生・進展に与えるCHの影響を細胞およびマウスレベルで解析し、(2)遺伝子変異や特異的な遺伝子発現を標的としたCHの免疫学的制御法の開発を目的としている。これまで、CHのモデルマウスの作成として、マウス造血幹細胞にレンチウイルスによりCRISPR-Cas9を導入し、CH関連遺伝子のゲノム編集を行いCHモデルマウスの作成を行っており、さらに、CH発症への免疫監視(immune surveillance)からの逸脱の影響を解析するため、免疫不全マウスにおけるCHについて検討し、一部にSNVやindelの検出を観察している。昨年度は、同系腫瘍細胞株をもちいたモデルマウスにおける腫瘍進展への解析を継続するとともに、DNMT3A、TET2のゲノム編集を行った単球系細胞を作成し、遺伝子発現および細胞機能の解析を行いCHの疾患との関連について検討した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度は、引き続き同系腫瘍細胞株によるモデルマウスでの腫瘍進展への解析を継続している。同時に、細胞レベルの解析として、① CHにおけるネオアンチゲンに対する腫瘍免疫との相互関連の機序を解析するためのHLA分子制御、② DNMT3A、TET2のゲノム編集を行った単球系細胞を作成し、遺伝子発現および細胞機能の解析、を行いCHの疾患との関連について検討した。現時点において、モデルマウスの実験において接種した同系細胞株の腫瘍進展への明らかな影響は観察されていない。一方、ゲノム編集を行った単球系細胞では、自然免疫系の刺激時において遺伝子発現の特徴的な変化が誘導されることを見出しており、CHの疾患との関連について検討を行なっている。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究方針として、引き続き作成したモデルマウスにおける同系細胞腫瘍の発生・進展に与えるCHの影響を検討する。モデルマウスの検討では、現時点では明らかな腫瘍進展への影響はみられていないが、本年度は基質タンパクなど接種条件について検討を進める方針である。一方、ゲノム編集を行った単球系細胞では、自然免疫系の刺激時に遺伝子発現の特徴的な変化が誘導されることを見出しており、疾患および腫瘍微小環境におけるCHの関連について誘導条件を明らかにしていく予定である。また、免疫不全マウスであるBRGSマウスの末梢血において、加齢マウスの一部でCHが誘導されている可能性から、遺伝子変異により生じるネオアンチゲンがCH制御の標的になることが推測され、免疫学的制御法についての検討を進める。

Causes of Carryover

昨年度の研究において、一昨年と同様に新型コロナウイルスへの対応により研究へのエフォートが減少が続いたため、使用予定であった消耗品などの研究費の使用が減少したことが、次年度使用額が生じた理由である。現在は、新型コロナウイルスが５類に分類され感染症への対策も変更されており、研究へのエフォートも予定した割合にに復している。そのため、次年度は貴助成金を、モデルマウス解析および腫瘍微小環境の研究に使用し、研究目的を進める予定である。

Research Products

• [Journal Article] Prognostic impact of HLA supertype mismatch in single-unit cord blood transplantation (2024)
  • Author(s): Sugio T, Uchida N, Miyawaki K, Ohno Y, Eto T, Mori Y, Yoshimoto G, Kikushige Y, Kunisaki Y, Mizuno S, Nagafuji K, Iwasaki H, Kamimura T, Ogawa R, Miyamoto T, Taniguchi S, Akashi K, Kato K.
  • Journal Title: Bone Marrow Transplant Volume: 59 Pages: 466-472
  • DOI: 10.1038/s41409-023-02183-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Three-dimensional topological radiogenomics of epidermal growth factor receptor Del19 and L858R mutation subtypes on computed tomography images of lung cancer patients (2023)
  • Author(s): Ninomiya K, Arimura H, Tanaka K, Chan WY, Kabata Y, Mizuno S, Gowdh NFM, Yaakup NA, Liam CK, Chai CS, Ng KH.
  • Journal Title: Comput Methods Programs Biomed Volume: 236 Pages: 107544
  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2023.107544
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CT Image-Based Biopsy to Aid Prediction of HOPX Expression Status and Prognosis for Non-Small Cell Lung Cancer Patients (2023)
  • Author(s): Jin Y, Arimura H, Cui Y, Kodama T, Mizuno S, Ansai S.
  • Journal Title: Cancers Volume: 15 Pages: 2220
  • DOI: 10.3390/cancers15082220
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Subclonal accumulation of immune escape mechanisms in microsatellite instability-high colorectal cancers (2023)
  • Author(s): Kobayashi Y, Niida A, Nagayama S, Saeki K, （中略）, Mizuno S, Kawazu M, Kohsaka S, Ueno T, Mano H, Ishihara S, Uemura M, Mori M, Doki Y, Eguchi H, Oshima M, Suzuki Y, Shibata T, Mimori K.
  • Journal Title: Br J Cancer Volume: 129 Pages: 1105-1118
  • DOI: 10.1038/s41416-023-02395-8
  • Peer Reviewed / Open Access