Novel agents targeting DNA repair pathway regulated by protein arginine methyltransferases in myeloid neoplasms

• Project/Area Number: 22K08480
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 糸永 英弘 長崎大学, 病院(医学系), 講師 (70530442)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 骨髄性腫瘍 / タンパク質アルギニンメチル化酵素 / DNA損傷修復 / DNA損傷修復機構 / 急性骨髄性白血病 / 骨髄異形成症候群

Outline of Research at the Start

骨髄性腫瘍(MNs)は、造血幹細胞レベルでゲノム異常とエピゲノム異常の蓄積を基本的な病態とする。近年、MNsの病態形成にエピゲノム修飾関連因子であるタンパク質アルギニンメチル化酵素(PRMTs)が重要であることが明らかにされ、治療標的として注目されている。DNA損傷修復機構の活性化がMNsの重要な分子病態であることを踏まえて、申請者は「PRMTsによるDNA損傷修復関連タンパク質アルギニン残基のメチル化がDNA損傷修復の活性化を起こしている」と仮説を立てた。本研究では、MNsにおいてPRMTsがDNA損傷修復機構を制御していることを明らかにし、新規治療戦略の開発に繋げることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究はタンパク質アルギニンメチル化酵素の1つであるCARM1は骨髄性腫瘍の発症および薬剤抵抗性に関与していることが報告されているが、その機序については明らかになっていない。研究代表者は、骨髄性腫瘍におけるCARM1のDNA損傷修復機構への作用に注目し、抗がん剤としてのCARM1阻害剤の開発を進めることを目的としている。研究代表者は、先行研究としてCARM1と相互作用を有するタンパク質の網羅的な検索を行った。この網羅的な解析により、CARM1はDNA損傷修復機構の中心的な役割を有する複数の因子と相互作用を有することを明らかにした。この解析結果の一部は2022年に米国血液学会で報告した。この網羅的解析の結果については論文投稿を行い、査読者からのコメントに対して追加実験を行っている。
そして、CARM1とDNA損傷修復機構の解析については細胞株を用いて更に詳細な解析を進めている。この研究課題は米国の研究室との共同で行っており、Sylvester Comprehensive Cancer Center, University of MiamiのStephen Nimer教授からの試薬の提供を受けた。また、骨髄性腫瘍の患者検体での解析を進めるべく同センターのJustin Taylor助教を新たに共同研究者に加えて、解析を進めている。
このように2023年度は先行研究の論文発表を進め、本研究に関しては患者検体での解析を行っている。研究の進捗状況としては概ね順調に進展している。2024年度に研究課題を進めるための土台は十分にできている。研究成果をまとめ、学会・論文発表の準備を進めていく。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の主軸となる、CARM1と相関関係にある網羅的なタンパク質解析を質量分析計での解析を進めた。申請時にはK562細胞のみでの解析であったが、現在までに4種の細胞株（HEL、Kasumi、SKNO-1、MOLM13）を追加して解析を実施した。このうち、Kasumi、SKNO-1、MOLM13細胞ではKu80およびKu70ともにCARM1と有意な相関関係を認めた。これは本研究において重要な成果であり、仮説を立証する大きな進捗といえる。また、Western blotting法によって患者6検体におけるCARM1発現を評価した。急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、骨髄増殖性腫瘍のいずれの症例においてもCARM1の高発現を認めた。これは、細胞株で認められたCARM1とDNA損傷修復に関わる因子の関係が、骨髄性腫瘍の患者検体でも認められる可能性を示唆するものである。
このように、細胞株および患者検体での解析を行う基盤が整うとともに、その解析を進めている。総じて研究の進捗としては順調であるといえる。

Strategy for Future Research Activity

2024年度に取り組む推進策として、質量分析計によってKu80/Ku70のメチル化部位の同定を進めることである。この点は長崎大学医学部生体高分子解析支援部門・増本博司講師と共に進めていく。また、Nimer教授から供与されるCARM1阻害剤の効果を細胞株で検証するとともに、DNA修復機構への影響を評価する。Nimer教授の研究室ではマウスモデルにおいてCARM1阻害剤の有効性を見出している。本研究ではそれを参考データとして用い、細胞株での検証を進めていく。
また、2023年度に追加した質量分析計による網羅的なタンパク質解析の結果を中心として、学会等で発表することを検討している。発表を通じて得られた他の研究者からの意見や情報交換を踏まえて、研究の方向性の修正などを行っていく。
患者検体の解析として、これまでにWestern blotting法によるタンパク質の発現解析を行っている。多くの検体を解析するためにCARM1発現量について骨髄標本を用いて免疫組織染色法やフローサイトメトリー法で評価できるかを検討する。これらが可能になれば患者検体での評価が容易になり、症例数の追加を見込める。

Research Products

• [Journal Article] The prognosis and risk factors for patients with complex karyotype myelodysplastic syndrome undergoing allogeneic haematopoietic stem cell transplantation. (2024)
  • Author(s): Shimomura Y, Komukai S, Kitamura T, Tachibana T, Kurosawa S, Itonaga H, Tsukamoto S, Doki N, Katayama Y, Ito A, Sawa M, Ueda Y, Nakamae H, Nawa Y, Tanaka M, Arai Y, Ota S, Kataoka K, Nishida T, Kanda J, Fukuda T, Atsuta Y, Ishiyama K.
  • Journal Title: British Journal of Haematology. Volume: 204 Issue: 2 Pages: 612-622
  • DOI: 10.1111/bjh.19139
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RAISING revealed a heterogenous pattern of HTLV-1 clonality after HLA-haploidentical peripheral blood stem cell transplantation for ATL. (2024)
  • Author(s): Itonaga H, Kato T, Sawayama Y, Katsuoka S, Furumoto T, Matsumoto N, Sasaki D, Yamada Y, Hashimoto M, Fujioka M, Sakamoto H, Hasegawa H, Imaizumi Y, Nagai K, Yanagihara K, Miyazaki Y.
  • Journal Title: Leukemia & Lymphoma. Volume: 65 Issue: 2 Pages: 275-278
  • DOI: 10.1080/10428194.2023.2276058
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hematopoietic stem cell transplantation from haploidentical offspring donors using post-transplant cyclophosphamide versus human leukocyte antigen-matched siblings in older patients with myelodysplastic syndrome. (2024)
  • Author(s): Shimomura Y, Kitamura T, Konuma T, Nakaya Y, Doki N, Sawa M, Nakamae H, Eto T, Nishida T, Ohigashi H, Ota S, Onizuka M, Hiramoto N, Kawakita T, Kanda J, Ichinohe T, Atsuta Y, Itonaga H.
  • Journal Title: American Journal of Hematology. Volume: 99 Issue: 2
  • DOI: 10.1002/ajh.27160
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparison of melphalan dose in patients with myelodysplastic syndrome undergoing allogeneic transplantation with reduced-intensity conditioning. (2024)
  • Author(s): Kurosawa S, Shimomura Y, Itonaga H, Katayama Y, Onizuka M, Tanaka M, Kobayashi H, Ozawa Y, Sawa M, Kanda J, Doki N, Fujisawa S, Uchida N, Fukuda T, Atsuta Y, Ishiyama K.
  • Journal Title: Transplantation and Cellular Therapy. Volume: S2666-6367 Issue: 5 Pages: 00180-00185
  • DOI: 10.1016/j.jtct.2024.01.083
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] HLA-Haploidentical Peripheral Blood Stem Cell Transplantation with Post-Transplantation Cyclophosphamide versus HLA-Matched Unrelated Donor Transplantation for Myelodysplastic Syndrome. (2024)
  • Author(s): Nakaya Y, Koh H, Konuma T, Shimomura Y, Ishiyama K, Itonaga H, Hino M, Doki N, Nishida T, Ohigashi H, Matsuoka KI, Kanda Y, Maruyama Y, Sawa M, Eto T, Hiramoto N, Fukuda T, Atsuta Y, Nakamae H.
  • Journal Title: Transplantation and Cellular Therapy. Volume: 30 Issue: 3 Pages: 316.e1-316.e12
  • DOI: 10.1016/j.jtct.2023.10.021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pulmonary Langerhans Cell Histiocytosis That Progressed from a Single-system to a Multisystem Form despite Smoking Cessation (2023)
  • Author(s): Ishimoto Hiroshi、Sakamoto Noriho、Ozasa Mutsumi、Katoh Takeharu、Itonaga Hidehiro、Wataya Makoto、Takao Daisuke、Hara Atsuko、Kido Takashi、Yamaguchi Hiroyuki、Yamamoto Kazuko、Obase Yasushi、Ishimatsu Yuji、Miyazaki Yasushi、Mukae Hiroshi
  • Journal Title: Internal Medicine Volume: 62 Issue: 6 Pages: 877-880
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.0139-22
  • ISSN: 0918-2918, 1349-7235
  • Year and Date: 2023-03-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The SWI/SNF chromatin remodeling subunit DPF2 facilitates NRF2-dependent anti-inflammatory and anti-oxidant gene expression. (2023)
  • Author(s): Mas G, Man N, Nakata Y, Martinez-Caja C, Karl D, Beckedorff F, Tamiro F, Chen C, Duffort S, Itonaga H, Mookhtiar AK, Kunkalla K, Valencia AM, Collings CK, Kadoch C, Vega F, Kogan SC, Shiekhattar R, Morey L, Bilbao D, Nimer SD.
  • Journal Title: The Journal of clinical investigation Volume: 133 Issue: 13
  • DOI: 10.1172/jci158419
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Should a matched sibling donor still be considered the primary option for allogeneic hematopoietic cell transplantation in patients over 50 years of age with myelodysplastic syndrome? (2023)
  • Author(s): Konuma T, Itonaga H, Ishiyama K, Doki N, Uchida N, Sawa M, Katayama Y, Tanaka M, Ueda Y, Onizuka M, Miyakoshi S, Ozawa Y, Fukuda T, Matsuoka KI, Tanaka J, Kimura T, Ichinohe T, Atsuta Y.
  • Journal Title: Bone Marrow Transplantation. Volume: 58 Issue: 8 Pages: 893-906
  • DOI: 10.1038/s41409-023-01997-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Impact of HLA-mismatched unrelated transplantation in patients with adult T-cell leukemia/lymphoma. (2023)
  • Author(s): Inoue Y, Morishima S, Kato K, Ito A, Nakano N, Kuriyama T, Kawakita T, Mori Y, Suehiro Y, Itonaga H, Miyazaki Y, Imada K, Tomori S, Kanda J, Ichinohe T, Atsuta Y, Fukuda T, Yoshimitsu M.
  • Journal Title: Bone Marrow Transplant. Volume: 58 Issue: 9 Pages: 980-990
  • DOI: 10.1038/s41409-023-02002-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Single-unit unrelated cord blood transplantation versus HLA-matched sibling transplantation in adults with advanced myelodysplastic syndrome: A registry-based study from the adult MDS working group of the Japanese society for transplantation and cellular therapy. (2023)
  • Author(s): Konuma T, Itonaga H, Shimomura Y, Fujioka M, Aoki K, Uchida N, Onizuka M, Jinguji A, Tanaka M, Ueda Y, Katayama Y, Sawa M, Tanaka H, Nakamae H, Kawakita T, Maruyama Y, Takahashi S, Ishimaru F, Kanda J, Ichinohe T, Atsuta Y.
  • Journal Title: Hematological Oncology. Volume: 42 Issue: 1
  • DOI: 10.1002/hon.3217
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Methotrexate-related lymphoproliferative disease showing different histological findings at recurrence (2023)
  • Author(s): 加藤 丈晴、宮﨑 泰司、今泉 芳孝、糸永 英弘、佐藤 信也、安東 恒史、澤山 靖、一瀬 邦弘、三好 寛明、大島 孝一
  • Journal Title: Rinsho Ketsueki Volume: 64 Issue: 2 Pages: 97-101
  • DOI: 10.11406/rinketsu.64.97
  • ISSN: 0485-1439, 1882-0824
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Progress in survival following three decades of allogeneic hematopoietic cell transplantation for myelodysplastic syndrome: A real‐world registry study in Japan (2023)
  • Author(s): Konuma Takaaki、Itonaga Hidehiro、Ishiyama Ken、Hamamura Atsushi、Uchida Naoyuki、Ozawa Yukiyasu、Katayama Yuta、Sakurai Masatoshi、Ueda Yasunori、Matsuoka Ken‐ichi、Kawakita Toshiro、Eto Tetsuya、Ara Takahide、Kanda Junya、Onizuka Makoto、Fukuda Takahiro、Atsuta Yoshiko
  • Journal Title: American Journal of Hematology Volume: 98 Issue: 4
  • DOI: 10.1002/ajh.26839
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Germ line <i>DDX41</i> mutations define a unique subtype of myeloid neoplasms (2023)
  • Author(s): Makishima H, Saiki R, Nannya Y, (17人省略), Kon A, (28人省略), Maciejewski JP, Ogawa S.
  • Journal Title: Blood Volume: 141 Issue: 5 Pages: 534-549
  • DOI: 10.1182/blood.2022018221
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Allogeneic transplantation of bone marrow versus peripheral blood stem cells from HLA-identical relatives in patients with myelodysplastic syndromes and oligoblastic acute myeloid leukemia: a propensity score analysis of a nationwide database (2023)
  • Author(s): Itonaga Hidehiro、Miyazaki Yasushi、Aoki Kazunari、Shingai Naoki、Ozawa Yukiyasu、Fukuda Takahiro、Kataoka Keisuke、Kawakita Toshiro、Ueda Yasunori、Ara Takahide、Tanaka Masatsugu、Katayama Yuta、Sawa Masashi、Eto Tetsuya、Kanda Junya、Atsuta Yoshiko、Ishiyama Ken
  • Journal Title: Annals of Hematology Volume: 102 Issue: 5 Pages: 1215-1227
  • DOI: 10.1007/s00277-023-05167-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Severe thrombocytopenia and anemia as an initial presentation of breast cancer: A case report (2022)
  • Author(s): Otsubo Ryota、Yano Hiroshi、Itonaga Hidehiro、Iwasaki Keisuke、Segawa Keiko、Nagayasu Takeshi
  • Journal Title: Clinical Case Reports Volume: 10 Issue: 12
  • DOI: 10.1002/ccr3.6762
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Incidence and predictors of recurrent sick leave in survivors who returned to work after allogeneic hematopoietic cell transplantation (2022)
  • Author(s): Kurosawa Saiko、Yamaguchi Takuhiro、Mori Ayako、Matsuura Tomoko、Masuko Masayoshi、Murata Makoto、Tashiro Haruko、Kako Shinichi、Satake Atsushi、Hagihara Maki、Ota Shuichi、Saito Takeshi、Kagawa Kumiko、Matsuo Yayoi、Itonaga Hidehiro、Uoshima Nobuhiko、Yamaguchi Hiroki、Naito Kensuke、Takahashi Miyako、Fukuda Takahiro
  • Journal Title: Journal of Cancer Survivorship Volume: 9 Issue: 3 Pages: 1-1
  • DOI: 10.1007/s11764-022-01250-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epigenetic and Transcriptional Regulation of Innate Immunity in Cancer (2022)
  • Author(s): Chen Chuan、Man Na、Liu Fan、Martin Gloria Mas、Itonaga Hidehiro、Sun Jun、Nimer Stephen D.
  • Journal Title: Cancer Research Volume: 82 Issue: 11 Pages: 2047-2056
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-21-3503
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Myeloablative Versus Reduced-Intensity Conditioning With Fludarabine/Busulfan for Myelodysplastic Syndrome: A Propensity Score-Matched Analysis (2022)
  • Author(s): Kurosawa Shuhei、Shimomura Yoshimitsu、Itonaga Hidehiro、Najima Yuho、Kobayashi Takeshi、Ozawa Yukiyasu、Kanda Yoshinobu、Kako Shinichi、Kawakita Toshiro、Matsuoka Ken-ichi、Maruyama Yumiko、Ota Shuichi、Nakazawa Hideyuki、Imada Kazunori、Kimura Takafumi、Kanda Junya、Fukuda Takahiro、Atsuta Yoshiko、Ishiyama Ken
  • Journal Title: Transplantation and Cellular Therapy Volume: 28 Issue: 6 Pages: 323.e1-323.e9
  • DOI: 10.1016/j.jtct.2022.03.011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Outcome of therapy‐related myelodysplastic syndrome and oligoblastic acute myeloid leukemia after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation: A propensity score matched analysis (2022)
  • Author(s): Itonaga Hidehiro、Kida Michiko、Hamamura Atsushi、Uchida Naoyuki、Ozawa Yukiyasu、Fukuda Takahiro、Ueda Yasunori、Kataoka Keisuke、Katayama Yuta、Ota Shuichi、Matsuoka Ken‐ichi、Kondo Tadakazu、Eto Tetsuya、Kanda Junya、Ichinohe Tatsuo、Atsuta Yoshiko、Miyazaki Yasushi、Ishiyama Ken
  • Journal Title: Hematological Oncology Volume: 40 Issue: 4 Pages: 752-762
  • DOI: 10.1002/hon.2991
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical features of non-infectious pulmonary complications after donor lymphocyte infusion in post-transplant patients: The Nagasaki Transplant Group Experience (2022)
  • Author(s): Fujioka Machiko、Itonaga Hidehiro、Furumoto Takafumi、Sakaki Chika、Sakamoto Hikaru、Kato Takeharu、Horai Makiko、Taguchi Masataka、Sawayama Yasushi、Taguchi Jun、Imaizumi Yoshitaka、Yoshida Shinichiro、Moriuchi Yukiyoshi、Miyazaki Yasushi
  • Journal Title: Transplant Immunology Volume: 75 Pages: 101707-101707
  • DOI: 10.1016/j.trim.2022.101707
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 成人T細胞白血病・リンパ腫に対するHLA一致血縁ドナーからの同種移植における骨髄血と末梢血幹細胞の比較 (2024)
  • Author(s): 糸永英弘, 福島卓也, 加藤光次, 村主啓行, 中野伸亮, 福田隆浩, 河北敏郎, 加藤丈晴, 森康雄, 森島聡子, 末廣陽子, 衛藤徹也, 澤山靖, 鬼塚真仁, 一戸辰夫, 熱田由子, 吉満誠, 藤重夫.
  • Organizer: 第46回 日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [Presentation] Prognostic factors in allogeneic hematopoietic stem cell transplantation for adults with myelodysplastic neoplasms: retrospective studies from a nationwide registry data in Japan (2023)
  • Author(s): Itonaga H.
  • Organizer: The 7th International Congress of BMT.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Outcomes of Allogeneic Transplantation for Adult T-Cell Leukemia/Lymphoma in Adolescents and Young Adult (AYA) and Young Patients (2023)
  • Author(s): Itonaga H, Fukushima T, Kato K, Nakano N, Kato T, Tanaka T, Eto T, Mori Y, Kawakita T, Uchida N, Sawayama Y, Fukuda T, Kanda Y, Atsuta Y, Yoshimitsu M, Fuji S.
  • Organizer: 65th American Society of Hematology annual meeting and exposition.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Prognostic Impact of Conditioning Intensity on Outcomes after Allogeneic Transplantation for MDS with Low Blasts (2023)
  • Author(s): Itonaga H, Miyazaki Y, Fujioka M, Ishiyama K, Aoki J, Doki N, Nishida T, Fukuda T, Uchida N, Ueda Y, Uehara Y, Katayama Y, Onizuka M, Ichinohe T, Atsuta Y.
  • Organizer: 65th American Society of Hematology annual meeting and exposition.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ATL に対する HLA 半合致移植後における HTLV-1 ウイルス量とクローナリティの推移 (2023)
  • Author(s): 糸永 英弘, 澤山靖, 勝岡 真一, 古本 嵩文, 松本 成良, 佐々木大介, 山田 悠一, 藤岡真知子, 坂本光, 加藤 丈晴, 長谷川, 寛雄, 今泉 芳孝, 柳原 克紀, 宮﨑 泰司
  • Organizer: 第45回 日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [Presentation] Germline Risks and Clinical Impacts of DDX41 Mutations in Myeloid Malignancies (2022)
  • Author(s): Makishima H, Itonaga H, et al.
  • Organizer: 64th American Society of Hematology Annual Meeting and Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Tyrosine phosphorylation of CARM1 promotes its enzymatic activity and alters its target specificity in myeloid neoplasms with hyperactivated JAK2 (2022)
  • Author(s): Itonaga H, Stephen D. Nimer, et al.
  • Organizer: 64th American Society of Hematology annual meeting and exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The NLRC4 Inflammasome Drives Myelodysplastic Syndrome By Linking Epigenetic Reprogramming and innate immune Signaling (2022)
  • Author(s): Chuan Chen, Na Man, Francesco Tamiro, Krystal Hossack, Julio Poveda, Daniel Bilbao, Gloria Mas, Stephanie Duffor, Concepcion Martinez, Hidehiro Itonaga, Fan Liu, Jennifer Chapman-Fredricks, Stephen Nimer
  • Organizer: 64th American Society of Hematology annual meeting and exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Transplantation of BM as compared with PBSC from HLA-identical relatives in adults with MDS (2022)
  • Author(s): 糸永英弘, 青木一成, 土岐典子, 小澤幸泰, 福田隆浩, 片岡圭亮, 河北敏郎, 上田恭典, 諫田淳也, 熱田由子, 宮﨑泰司, 石山謙
  • Organizer: 第84回日本血液学会学術集会
• [Presentation] The use of low-dose ATG in fludarabine/busulfan (FB4) improve outcomes in UR-HCT for MDS (2022)
  • Author(s): 藤岡真知子, 糸永英弘, 中澤英之, 小澤幸泰, 加藤淳, 池田宇次, 賀古真一, 松岡賢市, 神田善信, 一戸辰夫, 熱田由子, 宮﨑泰司, 石山謙
  • Organizer: 第84回日本血液学会学術集会
• [Book] 日本臨牀 血液症候群（第3版） (2024)
  • Author(s): 糸永英弘。
  • Total Pages: 507
  • Publisher: 日本臨牀社