Distinct ethnic, clinical, and genetic characteristics of der(1;7) in myelodysplastic syndromes

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21J23598
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 奥田 瑠璃花 京都大学, 京都大学大学院医学研究科腫瘍生物学講座, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2021-04-28 – 2024-03-31
• Keywords: 骨髄異形成症候群 / der(1;7)(q10;p10) / 不均衡転座 / MDS

Outline of Annual Research Achievements

Der(1;7)(q10;p10)は骨髄異形成症候群(MDS: myelodysplastic syndromes)の中でも高頻度に観察される染色体異常の一つで、本研究ではこの異常に着目し、遺伝学的特徴と臨床的特徴の解明を試みている。本研究室で収集したMDS及び関連疾患患者の骨髄サンプルと可能な症例に関しては正常細胞のサンプルからDNAの抽出を行った。現時点で、3,386症例を集めることができ、これらのサンプルを使用し、Whole-exome sequencingとTargeted-capture sequencingを行った。Whole-exome sequencingによって、今までMDSに高頻度で認められていなかった新規の遺伝子変異がder(1;7)陽性症例に高頻度で認められた。遺伝子解析を行ったサンプルの臨床情報も各施設に問い合わせを行った。さらに、der(1;7)に特徴的に認められる遺伝子発現パターンを明らかにするために、骨髄サンプルからRNAの抽出を行い、RNA-sequencingを行った。
遺伝子解析と同時に、der(1;7)による造血機能の変化を明らかにするために、京都大学iPS細胞研究所(CiRA)との共同研究によって、der(1;7)のMDS患者からiPS細胞の樹立を行った。この細胞を使用し、血液細胞への分化誘導を開始した。
以上の成果を国内外の学会で発表した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

MDSにおけるder(1;7)陽性症例の頻度はおよそ６％とされている中、148症例のder(1;7)陽性症例と3,238 のder(1;7)陰性症例を収集することができた。さらにこれらの症例のDNAを用いてtargeted-capture sequencingを行ったので、解析を今後進めていく予定である。
これまで小規模コホートにおける解析しかなされていなかったDer(1;7)陽性症例の臨床情報の特徴についても、本コホートにおいて解析する。
さらに、der(1;7)に特徴的に認められる発現パターンを明らかにするために、RNA-sequencingを進めた。今後は解析を進めていく予定である。
Der(1;7)陽性症例のMDSから樹立したiPS細胞を獲得することができた。血液細胞への分化誘導も模索している。今後どのような分化の違いがあるのかを明らかにできると考えている。
本研究では最大のder(1;7)陽性症例を集めることができたため、明確な特徴を見出すことが可能だと考えているため、全体として、おおむね順調に進んでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

症例の収集は完了しているため、本年度はTargeted-capture sequencing,whole-exome sequencing とRNA-sequencingを行った症例の解析をスーパーコンピューターにて行う。Whole-exome sequencingの解析からはder(1;7)陽性症例は他のMDSの遺伝子プロファイルとは異なっていることが確認された。しかしこの解析は26症例にとどまっているため、より多数の148症例で解析ができたTargeted-capture sequencingによって、より正確な特徴を見出すことができる。これらの解析に用いた症例の変異・コピー数・発現の解析を行い、der(1;7)と、それ以外のMDS症例(7/del(7q)、amp(1q)、その他)との比較を行う。コピー数異常を示す領域が部分的に一致している7/del(7q)やamp(1q)と比較をすることによって、der(1;7)症例の特徴は染色体1番と7番の不均衡転座によって初めて形成されるということが明らかにできることが期待される。これによって、der(1;7)を伴う症例の特徴的な遺伝子プロファイルと発現プロファイルを解明する。
Der(1;7)を伴う症例から樹立したiPS細胞を用いて、血液細胞への分化誘導を行う。また、RNAを抽出して発現解析を行う。

Research Products

• [Presentation] ETNK1 mutations defines a subclass of der(1;7)(q10;p10) in myelodysplastic syndromes (2021)
  • Author(s): R. Okuda, Y. Nannya, Y. Ochi, K. Chonabayashi, H. Makishima, T. Yoshizato, Y. Nagata, J. Takeda, K. Yoshida, M. Sanada, A. Kon, Y. Shiraishi, S. Miyano, Y. Atsuta, S. Kasahara, H. Handa, S. Chiba, K. Ohyashiki, Y. Yoshida, S. Ogawa
  • Organizer: 第83回日本血液学会学術集会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Der(1;7)(q10;p10) presents with a unique genetic profile and frequent ETNK1 mutations in myeloid neoplasms (2021)
  • Author(s): R. Okuda, Y. Nannya, Y. Ochi, K. Chonabayashi, H. Makishima, T. Yoshizato, Y. Nagata, J. Takeda, K. Yoshida, M. Sanada, A. Kon, Y. Shiraishi, S. Miyano, Y. Atsuta, S. Kasahara, H. Handa, S. Chiba, K. Ohyashiki, Y. Yoshida, S. Ogawa
  • Organizer: 第63回日本癌学会学術総会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] er(1;7)(q10;p10) presents with a unique genetic profile and frequent ETNK1 mutations in myeloid neoplasms (2021)
  • Author(s): R. Okuda, Y. Nannya, Y. Ochi, M. Creignou, H. Makishima, T. Yoshizato, Y. Nagata, J. Takeda, K. Yoshida, M. Sanada, A. Kon, Y. Shiraishi, S. Miyano, W. Kern, C. R. Baer, N. Nadarajah, C. Haferlach, Y. Atsuta, S. Kasahara, H. Handa, S. Chiba, K. Ohyashiki, T. Haferlach, E. Hellstrom-Lindberg, S. Ogawa
  • Organizer: 63rd American society of hematology annual meeting and exposition
  • Int'l Joint Research