細胞腫瘍化を引き起こす変異型CALR蛋白質の細胞内蓄積メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 18K16127
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分54010:血液および腫瘍内科学関連
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 木原 慶彦 順天堂大学, 医学部, 博士研究員 (70812999)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 造血器腫瘍 / 骨髄増殖性腫瘍 / calreticulin / 細胞内蓄積 / 蛋白質分解経路 / 蛋白質分泌経路 / 蛋白質の切断 / 抗体医療 / 抗体医薬

研究成果の概要

本研究では、骨髄増殖性腫瘍（MPN）の発症原因分子である変異型CALR蛋白質の細胞内蓄積制御メカニズムの解明を目的に研究を行った。その結果、多くの変異型CALR蛋白質が、既存の抗体で検出できない低分子量の型として存在することを見出した。プロテアーゼによる切断を受けたと考えられる低分子量の変異型CALR蛋白質に対する抗体を作出したところ、この抗体は全長と低分子量、いずれの変異型CALR蛋白質にも強く結合した。そこで、この抗体を基盤とするキメラ抗体や二重特異性抗体を作成し、CALR遺伝子変異を有するMPN患者に対する治療薬としての可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、世界に先駆けて、骨髄増殖性腫瘍（MPN）の発症原因分子である変異型CALR蛋白質の細胞内蓄積制御メカニズムが明らかになった。さらに、既存の抗体では検出されない低分子量の変異型CALR蛋白質の捕捉を可能とする抗体も開発できた。そして、この抗体がCALR遺伝子変異を有するMPN患者に対する治療薬として有望であることが示された。これらの研究成果は、CALR遺伝子変異によるMPN発症メカニズムを明らかにしただけでなく、変異型CALR蛋白質を標的とする新規治療戦略の開発の道筋を提示しており、学術的にも社会的にも意義深いと言える。

研究成果

• [雑誌論文] Mutant calreticulin interacts with MPL in the secretion pathway for activation on the cell surface (2019)
  • 著者名/発表者名: Masubuchi Nami、Araki Marito、Yang Yinjie、Hayashi Erina、Imai Misa、Edahiro Yoko、Hironaka Yumi、Mizukami Yoshihisa、Kihara Yoshihiko、Takei Hiraku、Nudejima Mai、Koike Masato、Ohsaka Akimichi、Komatsu Norio
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 34 号: 2 ページ: 499-509
  • DOI: 10.1038/s41375-019-0564-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hlf marks the developmental pathway for hematopoietic stem cells but not for erythro-myeloid progenitors., (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomomasa Yokomizo, Naoki Watanabe, Terumasa Umemoto, Junichi Matsuo, Ryota Harai, Yoshihiko Kihara, Eri Nakamura, Norihiro Tada, Tomohiko Sato, Tomoiku Takaku, Akihiko Shimono, Hitoshi Takizawa, Naomi Nakagata, Seiichi Mori, Mineo Kurokawa, Daniel Tenen, Motomi Osato, Toshio Suda, and Norio Komatsu.
  • 雑誌名: J Exp Med 巻: 216 号: 7 ページ: 1599-1614
  • DOI: 10.1084/jem.20181399
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Homomultimerization of mutant calreticulin is a prerequisite for MPL binding and activation (2018)
  • 著者名/発表者名: Araki Marito、Yang Yinjie、Imai Misa、Mizukami Yoshihisa、Kihara Yoshihiko、Sunami Yoshitaka、Masubuchi Nami、Edahiro Yoko、Hironaka Yumi、Osaga Satoshi、Ohsaka Akimichi、Komatsu Norio
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 33 号: 1 ページ: 122-131
  • DOI: 10.1038/s41375-018-0181-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Therapeutic potential of myeloproliferative neoplasms by antibody targeting mutant calreticulin (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Kihara, Marito Araki, Misa Imai, Yasutaka Fukuda, Yosuke Mori, Teppei Taguchi, Nami Masubuchi, Yo Mabuchi, Yinjie Yang, Yoshihisa Mizukami, Soji Morishita, Chihiro Akazawa, Akimichi Ohsaka, Norio Komatsu
  • 学会等名: 第82回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Therapeutic potential of an antibody targeting the cleaved form of mutant calreticulin in myeloproliferative neoplasms (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Kihara, Marito Araki, Misa Imai, Yosuke Mori, Mei Horino, Satoko Ogata, Syunpei Yoshikawa, Teppei Taguchi, Nami Masubuchi, Yo Mabuchi, Yinjie Yang, Yasutaka Fukuda, Soji Morishita, Takehiro Suzuki, Naoshi Domae, Motoyuki Shimonaka, Chihiro Akazawa, Akimichi Ohsaka, Norio Komatsu
  • 学会等名: 62nd ASH Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 典型的なドライバー遺伝子変異の見いだされない本態性血小板血症の特徴 (2020)
  • 著者名/発表者名: 荒木真理人, 稲野資明, 森下総司, 木原慶彦, 奥田真帆, 楊印杰, 今井美沙, 枝廣陽子, 伊藤雅文, 大佐賀智, 落合友則, 三澤恭平, 大坂顯通, 小松則夫
  • 学会等名: 第30回日本サイトメトリー学会学術集会
• [学会発表] Concomitant occurrence of polyclonal hematopoiesis and cell-autonomous megakaryopoiesis in triple-negative essential thrombocythemia (2020)
  • 著者名/発表者名: Inano T, Araki M, Morishita S, Imai M, Kihara Y, Okuda M, Ito M, Osaga S, Yang Y, Edahiro Y, Ochiai T, Misawa K, Fukuda Y, Ohsaka A, Komatsu N
  • 学会等名: 62nd Annual Meeting & Exposition of American Society of Hematology
  • 国際学会
• [学会発表] 抗TfR1抗体による真性多血症内因性赤芽球コロニーの形成阻害 (2019)
  • 著者名/発表者名: 木原 慶彦，増渕 菜弥，張 黎臨，荒木 真理人，小松 則夫
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会，東京
• [学会発表] 変異型calreticulin特異的配列によるゴルジ体への局在 (2019)
  • 著者名/発表者名: 水上 喜久，荒木 真理人，今井 美沙，林 英里奈，増渕 菜弥，楊 印杰，木原 慶彦，弘中 由美，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会，東京
• [学会発表] 変異型CALRはMPLと分泌経路で相互作用し細胞表面で活性化を引き起こす (2019)
  • 著者名/発表者名: 増渕 菜弥，荒木 真理人，楊 印杰，林 英里奈，今井 美沙，枝廣 陽子，弘中 由美，水上 喜久，木原 慶彦，小池 正人，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会，東京
• [学会発表] 変異型特異的配列による変異型CALRの細胞内局在の規定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 水上 喜久，荒木 真理人，今井 美沙，林 英里奈，増渕 菜弥，楊 印杰，木原 慶彦，弘中 由美，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会，東京
• [学会発表] 分泌経路における変異型分子シャペロンとサイトカイン受容体の会合による細胞の腫瘍化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 増渕 菜弥，荒木 真理人，木原 慶彦，楊 印杰，今井 美沙，水上 喜久，林 英里奈，弘中 由美，竹井 拓，枝廣 陽子，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会，東京
• [学会発表] calreticulin変異による骨髄増殖性腫瘍発症の分子メカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 荒木 真理人，楊 印杰，増渕 菜弥，林 英里奈，水上 喜久，木原 慶彦，今井 美沙，弘中 由美，橳島 麻衣，枝廣 陽子，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会，東京
• [学会発表] Boarding on the secretary pathway is required for the oncogenic property of mutant calreticulin (2018)
  • 著者名/発表者名: Araki M, Masubuchi N, Hayashi E, Yang Y, Imai M, Kihara Y, Mizukami Y, Hironaka Y, Edahiro Y, Ohsaka A, Komatsu N
  • 学会等名: 23rd Congress of European Hematology Association, Stockholm, Sweden
  • 国際学会
• [学会発表] Secreted Mutant Calreticulins As Rogue Cytokines Trigger Thrombopoietin Receptor Activation Specifically in CALR Mutated Cells: Perspectives for MPN Therapy (2018)
  • 著者名/発表者名: C Pecquet, T Balligand, I Chachoua, A Roy, G Vertenoeil, D Colau, E Fertig, C Marty, H Nivarthi, JP Defour, E Xu, E Hug, H Gisslinger, B Gisslinger, M Schalling, I Carola Casetti, E Rumi, D Pietra, C Cavalloni, L Arcaini, M Cazzola, N Komatsu, Y Kihara, et. al.
  • 学会等名: 60th ASH Annual Meeting, San Diego, USA
  • 国際学会
• [産業財産権] 抗切断型変異CALR-CD3二重特異性抗体及び医薬組成物 (2020)
  • 発明者名: 小松則夫、荒木真理人、木原慶彦ら、計7名
  • 権利者名: 順天堂大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2020
• [産業財産権] 切断型の変異型Ｃａｌｒｅｔｉｃｕｌｉｎに結合する抗体、及び骨髄増殖性腫瘍の診断、予防又は治療薬 (2020)
  • 発明者名: 荒木真理人、小松則夫、木原慶彦
  • 権利者名: 順天堂大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2020
  • 外国
• [産業財産権] 非公開 (2019)
  • 発明者名: 荒木真理人、小松則夫、木原慶彦
  • 権利者名: 荒木真理人、小松則夫、木原慶彦
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019