骨髄系腫瘍における網羅的エクソーム・ゲノム解析

• 研究課題/領域番号: 15H06324
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 腫瘍生物学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 牧島 秀樹 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40402127)
• 研究期間 (年度): 2015-08-28 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 骨髄系腫瘍 / ゲノム解析

研究実績の概要

平成27年度には、MDSおよびMDS関連疾患（MDS/MPN・二次性AML）において、たんぱく質をコードするゲノム領域の体細胞変異をターゲットとして全エクソームシーケンスを行った。これまで解析済の検体に加えて、合計で100例以上を解析したのち、48遺伝子にドライバー変異を発見した。続いて、ドライバー遺伝子に基づいて標的遺伝子深度シーケンスのパネルを作成し、コホートをさらに拡大して体細胞変異を検索した。この際、遺伝子変異の各フェノタイプにおける頻度がエクソームシーケンスと標的シーケンスで再現できるかを確認し、結果の妥当性を確保した。さらに、エクソームおよび標的シーケンスを用いて経時的な解析を行い、①病初期に獲得される変異と進展期に獲得される変異を分類(TET2, DNMT3Aなど)。②サブクローンのうち進展期に腫瘍全体を占めまでに増加する変異を同定（PHF6、IDH2など）。③経過中に治療などにより消失する変異の特徴を検討。④病期が進展しない症例を対照とすることにより、真に病期進行に帰する遺伝子変異を決定した（NRAS, PTPN11）。
全ゲノムシーケンスに関しては体細胞、胚細胞DNAの2ペアをMDSにおいて解析した。初期は、低深度スクリーニング（X20）にて構造異常を含めたスクリーニングを行い、さらに高深度（X30以上）シーケンスにて体細胞変異を確認した。全エクソンシーケンスにより認められた複数の体細胞変異には、シーケンス深度を含めたベイジアンディリクレモデルを当てはめ、多様なクローン構造と腫瘍内多様性を正確に評価した。
以上により、遺伝子解析に基づいて、MDS関連疾患の病態の本質である、ドライバー遺伝子の抽出、腫瘍内多様性および階層性を明らかにすることが可能であった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Cleveland Clinic(米国)
• [国際共同研究] Munich Leukemia Laboratory(ドイツ)
• [雑誌論文] Aberrant DNA methylation is associated with a poor outcome in juvenile myelomonocytic leukemia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi H, Muramatsu H, Okuno Y, Makishima H, Xu Y, Furukawa-Hibi Y, Wang X, Narita A, Yoshida K, Shiraishi Y, Doisaki S, Yoshida N, Hama A, Takahashi Y, Yamada K, Miyano S, Ogawa S, Maciejewski JP, Kojima S.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 12 ページ: e0145394-e0145394
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0145394
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Somatic Mutations and Clonal Hematopoiesis in Aplastic Anemia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshizato T, Dumitriu B, Hosokawa K, Makishima H, Yoshida K, Townsley D, Sato-Otsubo A, Sato Y, Liu D, Suzuki H, Wu CO, Shiraishi Y, Clemente MJ, Kataoka K, Shiozawa Y, Okuno Y, Chiba K, Tanaka H, Nagata Y, Katagiri T, Kon A, Sanada M, Scheinberg P, Miyano S, Maciejewski JP, Nakao S, Young NS, Ogawa S.
  • 雑誌名: N Engl J Med. 巻: 373 号: 1 ページ: 35-47
  • DOI: 10.1056/nejmoa1414799
  • NAID: 120005623244
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] GATA2 and secondary mutations in familial myelodysplastic syndromes and pediatric myeloid malignancies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wang X, Muramatsu H, Okuno Y, Sakaguchi H, Yoshida K, Kawashima N, Xu Y, Shiraishi Y, Chiba K, Tanaka H, Saito S, Nakazawa Y, Masunari T, Hirose T, Elmahdi S, Narita A, Doisaki S, Ismael O, Makishima H, Hama A, Miyano S, Takahashi Y, Ogawa S, Kojima S.
  • 雑誌名: Haematologica. 巻: 100 号: 10 ページ: 1304-15
  • DOI: 10.3324/haematol.2015.127092
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] BRCC3 mutations in myeloid neoplasms. (2015)
  • 著者名/発表者名: Huang D, Nagata Y, Grossmann V, Radivoyevitch T, Okuno Y, Nagae G, et al.
  • 雑誌名: Haematologica. 巻: 100(8) ページ: 1051-7
  • DOI: 10.3324/haematol.2014.111989
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inherited and Somatic Defects in DDX41 in Myeloid Neoplasms. (2015)
  • 著者名/発表者名: Polprasert C, Schulze I, Sekeres MA, et. al. Ogawa S.
  • 雑誌名: Cancer Cell. 巻: 27(5) 号: 5 ページ: 658-70
  • DOI: 10.1016/j.ccell.2015.03.017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical and biological implications of ancestral and non-ancestral IDH1 and IDH2 mutations in myeloid neoplasms. (2015)
  • 著者名/発表者名: Alpermann T, Shiraishi Y, Chiba K, et.al. Ogawa S.
  • 雑誌名: Leukemia. 巻: 29(11) 号: 11 ページ: 2134-42
  • DOI: 10.1038/leu.2015.91
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Whole-exome sequencing enhances prognostic classification of myeloid malignancies. (2015)
  • 著者名/発表者名: lo M, Husseinzadeh H, Makishima H, Przychodzen B, Ashkar M, Koyutürk M, Maciejewski JP, LaFramboise T.
  • 雑誌名: J Biomed Inform. 巻: 58 ページ: 104-13
  • DOI: 10.1016/j.jbi.2015.10.003
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 骨髄腫瘍における多様なゲノム異常とその臨床的意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牧島秀樹
  • 学会等名: MDS meeting in Fukui 2016
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2016-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] Serial Sequencing in Myelodysplastic Syndromes Reveals Dynamic Changes in Clonal Architecture and Allows for a New Prognostic Assessment of Mutations Detected in Cross-Sectional Testing (2015)
  • 著者名/発表者名: Hideki Makishima,
  • 学会等名: 57th ASH Annual Meeting
  • 発表場所: オーランド
  • 年月日: 2015-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] 骨髄腫瘍におけるRNAスプライス因子体細胞変異 (2015)
  • 著者名/発表者名: 牧島秀樹
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamics of clonal architecture in MDS (2015)
  • 著者名/発表者名: 牧島秀樹
  • 学会等名: 血液科学セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Landscape of somatic mutations in whole exomes of MDS and related myeloid neoplasms (2015)
  • 著者名/発表者名: Hideki Makishima,
  • 学会等名: 第77回日本血液学会学術集会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2015-10-18
• [学会発表] Clonal Dynamics in Myelodysplastic Syndromes (2015)
  • 著者名/発表者名: Hideki Makishima
  • 学会等名: Top Global University Japan, 1st Joint Symposium of International Partners
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-10-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 骨髄異形成症候群(MDS)の基礎と臨床 基礎1 ゲノム解析により明らかとなったMDSと再生不良性貧血との境界 (2015)
  • 著者名/発表者名: 牧島秀樹 小川誠司
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [備考] 京都大学大学院医学研究科 腫瘍生物学講座
  • URL: http://plaza.umin.ac.jp/kyoto_tumorpatho/achievement.html