全ゲノム機能的CRISPRスクリーニングによる新規白血病治療標的分子の探索

• 研究課題/領域番号: 17H01567
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 血液内科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 前田 高宏 九州大学, 大学病院, 准教授 (00791972)
• 研究分担者: 山内 拓司 九州大学, 大学病院, 助教 (20796213) ; 菊繁 吉謙 九州大学, 医学研究院, 講師 (40619706)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円); 2019年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円); 2018年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円); 2017年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
• キーワード: 急性骨髄性白血病 / 白血病 / CRISPR / DCPS / PAICS / AML / CRISPR/Cas9スクリーニング / CRISPR/Cas9 / 分化誘導療法 / プレmRNAプロセッシング / ゲノム編集

研究成果の概要

急性骨髄性白血病 (AML)の長期生存率は30%未満であり、新規治療法の開発が急務である。我々は、CRISPR/Cas9遺伝子改変技術を用いて、タンパクをコードするすべての遺伝子、約20,000遺伝子を標的として、AML細胞の生存に必要な遺伝子の同定を行った。この結果、DCPS (decapping enzyme scavenger)分子を同定し、DCPS阻害剤RG3039が、抗白血病効果を示すことを報告した (Yamauchi et al. Cancer Cell, 2018)。さらに、スクリーニングからは他の分子も同定しており (山内ら2019 米国血液学会)、現在論文投稿準備中である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年のがんゲノム解析技術の進歩により、急性骨髄性白血病（AML)の発症に関わる遺伝子異常はほぼ解明されたが、どの遺伝子が実際に治療標的になるかは不明な点が多い。我々の研究の特徴および新規性は、AML細胞の分化、細胞死といった表現型を指標に、ヒトの全遺伝子の一つ一つを標的に、盲目的、かつ網羅的にAML細胞の生存に必要な遺伝子の同定を探索したことである。結果として、DCPS分子をはじめとした、過去のの手法では発見し得なかった新たな治療標的を複数同定したことに、本研究の意義がある。

研究成果

• [国際共同研究] Harvard University/Broad Institute(米国)
• [国際共同研究] LifeArc(英国)
• [国際共同研究] Harvard University(米国)
• [国際共同研究] Harvard Medical School/Brigham and Women's Hospital/Boston Children’s Hospital(米国)
• [国際共同研究] Dana-Farber Cancer Institute/Massachusetts General Hospital(米国)
• [国際共同研究] Institute of Medical Biology(Singapore)
• [国際共同研究] 8Al-Balqa Applied University(Jordan)
• [雑誌論文] Rational targeting of a NuRD subcomplex guided by comprehensive in situ mutagenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: 33.Sher F, Hossain M, Seruggia D, Schoonenberg V.A.C., Yao Q, Cifani P, Dassama L.M.K., Cole MA, Ren C, Vinjamur DS, Macias-Trevino C, Luk K, McGuckin C, Schupp PG, Canver M.C., Kurita R, Nakamura Y, Fujiwara Y, Wolfe SA, Pinello L, Maeda T, Kentsis A, Orkin SH, Bauer DE.
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 51 号: 7 ページ: 1149-1159
  • DOI: 10.1038/s41588-019-0453-4
• [雑誌論文] Molecular pathogenesis of disease progression in MLL-rearranged AML. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kotani S, Yoda A, Kon A, Kataoka K, Ochi Y, Shiozawa Y, Hirsch C, Takeda J, Ueno H, Yoshizato T, Yoshida K, Nakagawa MM, Nannya Y, Kakiuchi N, Yamauchi T, Aoki K, Shiraishi Y, Miyano S, Maeda T, Maciejewski JP, Takaori-Kondo A, Ogawa S, Makishima H.
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 33 号: 3 ページ: 612-624
  • DOI: 10.1038/s41375-018-0253-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Microenvironmental immune cell signatures dictate clinical outcomes for PTCL-NOS. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugio T, Miyawaki K, Kato K, Sasaki K, Yamada K, Iqbal J, Miyamoto T, Ohshima K, Maeda T, Miyoshi H, Akashi K.
  • 雑誌名: Blood Advances 巻: 2 号: 17 ページ: 2242-2252
  • DOI: 10.1182/bloodadvances.2018018754
  • NAID: 40021890654
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CRISPRO: identification of functional protein coding sequences based on genome editing dense mutagenesis (2018)
  • 著者名/発表者名: Schoonenberg Vivien A. C.、Cole Mitchel A.、Yao Qiuming、Macias-Trevino Claudio、Sher Falak、Schupp Patrick G.、Canver Matthew C.、Maeda Takahiro、Pinello Luca、Bauer Daniel E.
  • 雑誌名: Genome Biology 巻: 19 号: 1 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1186/s13059-018-1563-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] DrugThatGene: integrative analysis to streamline the identification of druggable genes, pathways and protein complexes from CRISPR screens (2018)
  • 著者名/発表者名: Canver Matthew C、Bauer Daniel E、Maeda Takahiro、Pinello Luca
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 5 号: 11 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/bty913
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Genome-wide CRISPR-Cas9 Screen Identifies Leukemia-Specific Dependence on a Pre-mRNA Metabolic Pathway Regulated by DCPS. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi T, et al.
  • 雑誌名: Cancer Cell. 巻: 33 号: 3 ページ: 386-400
  • DOI: 10.1016/j.ccell.2018.01.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of unipotent megakaryocyte progenitors in human hematopoiesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Miyawaki. Iwasaki, T. Jiromaru, H. Kusumoto, A. Yurino, T. Sugio, Y. Uehara, J. Odawara, S. Daitoku, Y. Kunisaki, Y. Mori, Y. Arinobu, H. Tsuzuki, Y. Kikushige, T. Iino, K. Kato, K. Takenaka, T. Miyamoto, T. Maeda, *K. Akashi
  • 雑誌名: Blood 巻: 印刷中 号: 25 ページ: 3332-3343
  • DOI: 10.1182/blood-2016-09-741611
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] CRISPR-Cas9 screen identifies Me2, a mitochondrial malic enzyme, as a molecule relevant for MCL1 inhibitor resistance (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakao F, Yamauchi T, SembaY, Nogami J, Akashi K and Maeda T.
  • 学会等名: FASEB: The Hematologic Malignancies Conference
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR-Cas9 screen identifies XPO7 as a novel therapeutic target for TP53-mutated AML (2019)
  • 著者名/発表者名: 34.SembaY, Yamauchi T, Nakao F, Nogami J, Canver MC, Pinello L, Bauer DE, Akashi K, Maeda T.
  • 学会等名: FASEB: The Hematologic Malignancies Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Genome-wide CRISPR screen identifies PAICS, and enzyme involved in de novo purine synthesis, as a potential target for AML therapy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi T, Miyawaki K, Semba Y, Nakao F, Nogami J, Sugio T, Sasaki K, Canver MC, Osborne S, Pinello L, Taylor D, Bauer DR, Akashi K, Maeda T
  • 学会等名: FASEB: The Hematologic Malignancies Conference
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR-Cas9 screen identifies XPO7 as a novel therapeutic target for TP53-mutated AML (2019)
  • 著者名/発表者名: SembaY, Yamauchi T, Nakao F, Nogami J, Canver MC, Pinello L, Bauer DE, Akashi K, Maeda T.
  • 学会等名: Society of Hematologic Oncology (SOHO) 2019
  • 国際学会
• [学会発表] PAICS inhibition is a potential therapeutic strategy for MYC-positive aggressive DLBCL (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyawaki K, Yamauchi T, SugioT, Sasaki K, Miyoshi H, Osborne S, Taylor D, Ohshima K, Kato K, Maeda T, Akashi K
  • 学会等名: Society of Hematologic Oncology (SOHO) 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Genome-wide CRISPR screen identifies PAICS, an enzyme involved in de novo purine synthesis, as a potential target for AML therapy (2019)
  • 著者名/発表者名: amauchi T, Miyawaki K, Semba Y, Nakao F, Nogami J, Sugio T, Sasaki K, Canver MC, Osborne S, Pinello L, Taylor D, Bauer DR, Akashi K, Maeda T.
  • 学会等名: Society of Hematologic Oncology (SOHO) 2019
  • 国際学会
• [学会発表] PAICS inhibition is a potential therapeutic strategy for MYC-positive DLBCL (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyawaki K, Yamauchi T, SugioT, Sasaki K, Miyoshi H, Osborne S, Taylor D, Ohshima K, Kato K, Maeda T, Akashi K
  • 学会等名: 61th American Society of Hematology annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR-Cas9 screen identifies Me2, a mitochondrial malic enzyme, as a molecule relevant for MCL1 inhibitor resistance in AML. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakao F, Yamauchi T, SembaY, Nogami J, Akashi K and Maeda T.
  • 学会等名: 61th American Society of Hematology annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR-Cas9 screen identifies XPO7 as a potential therapeutic target for TP53-mutated AML. (2019)
  • 著者名/発表者名: 42.SembaY, Yamauchi T, Nakao F, Nogami J, Canver MC, Pinello L, Bauer DE, Akashi K, Maeda T.
  • 学会等名: 61th American Society of Hematology annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] PAICS, a de novo purine synthetic enzyme, is a novel target for AML therapy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi T, Miyawaki K, Semba Y, Nakao F, Nogami J, Sugio T, Sasaki K, Canver MC, Osborne S, Pinello L, Taylor D, Bauer DR, Akashi K, Maeda T.
  • 学会等名: 61th American Society of Hematology annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Leukemia-specific dependence on a nuclear pre-mRNA processing pathway regulated by the DCPS decapping enzyme. Novel insights into nuclear events in cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Maeda
  • 学会等名: Novel insights into nuclear events in cancer, Singapore
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Identifying novel targets for leukemia therapy using the CRISPR/Cas9 gene-editing tool (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Maeda
  • 学会等名: Japanese Cancer Association Annual Meeting, Osaka
  • 招待講演
• [学会発表] Genome-wide CRISPR/Cas9 screen reveals that the DCPS scavenger decapping enzyme is essential for AML cell survival (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuji Yamauchi
  • 学会等名: American Society of Hematology
  • 国際学会
• [学会発表] Targeting nuclear RNA metabolic pathways for the treatment of acute myeloid leukemia (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuji Yamauchi
  • 学会等名: 日本血液学会
• [産業財産権] Identification of 131 Acute Myeloid Leukemia (AML) essential genes (2018)
  • 発明者名: Maeda T, Yamauchi T, MaedaM
  • 権利者名: Maeda T, Yamauchi T, MaedaM
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018
  • 取得年月日: 2018
  • 外国
• [産業財産権] DCPS as a target for Acute Myeloid Leukemia (2017)
  • 発明者名: Maeda T, Yamauchi T, MaedaM
  • 権利者名: Maeda T, Yamauchi T, MaedaM
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
  • 取得年月日: 2017
  • 外国