変異型CALRのホモ多量体化を標的とした治療概念の確立

• 研究課題/領域番号: 19K08848
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 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: 荒木 真理人 順天堂大学, 大学院医学研究科, 客員教授 (80613843)
• 研究分担者: 小松 則夫 順天堂大学, 医学部, 特任教授 (50186798)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 骨髄増殖性腫瘍 / calreticulin / トロンボポエチン / JAK2 / 分子シャペロン / 受容体 / ２量体 / カルレティキュリン / MPL

研究開始時の研究の概要

本研究では、変異型CALR上においてホモ多量体化を担っているドメインを同定し、質量分析やX線結晶構造解析により得られたホモ多量体化ドメインにおいて、多量体化を制御している翻訳後修飾を明らかにする。続いて、このような翻訳後修飾による変異型CALRの多量体化を、RNA干渉法あるいは阻害剤により抑制することで、変異型CALRによる細胞の腫瘍性増殖が抑制できることを示す。最後に、患者細胞や動物モデルにおいて、変異型CALRの多量体化を標的として治療概念を証明する。

研究成果の概要

フィラデルフィア染色体陰性の骨髄増殖性腫瘍の発症原因分子である変異型CALRについて、フレームシフト変異によりカルボキシル末端に付加された、腫瘍原性を有するドメインの解析を行った。その結果、野生型CALRに存在しないこのドメインを介した新たな分子間相互作用を見出し、相互作用に関与するアミノ酸残基を同定するとともに、相互作用の意義を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、変異型CALRに腫瘍原性を付与するドメインの有する機能が明らになったことから、CALR遺伝子変異を有するMPN患者に対する有効な治療薬の開発に資する情報が取得できたことは大変意義深いと考えられる。さらに、変異型分子シャペロンによる受容体活性化という、生物学的にユニークな現象の分子メカニズムの一端が明らかにされたことから、この知見に基づいて、これまで未知となっている生命現象の解明が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] MPL overexpression induces a high level of mutant-CALR/MPL complex: a novel mechanism of ruxolitinib resistance in myeloproliferative neoplasms with CALR mutations (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasuda Shunichiro、Aoyama Satoru、Yoshimoto Ryoto、Li Huixin、Watanabe Daisuke、Akiyama Hiroki、Yamamoto Kouhei、Fujiwara Takeo、Najima Yuho、Doki Noriko、Sakaida Emiko、Edahiro Yoko、Imai Misa、Araki Marito、Komatsu Norio、Miura Osamu、Kawamata Norihiko
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 114 号: 4 ページ: 424-440
  • DOI: 10.1007/s12185-021-03180-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-autonomous megakaryopoiesis associated with polyclonal hematopoiesis in triple-negative essential thrombocythemia (2021)
  • 著者名/発表者名: Inano Tadaaki、Araki Marito、Morishita Soji、Imai Misa、Kihara Yoshihiko、Okuda Maho、Yang Yinjie、Ito Masafumi、Osaga Satoshi、Mano Hiroyuki、Edahiro Yoko、Ochiai Tomonori、Misawa Kyohei、Fukuda Yasutaka、Ando Jun、Komatsu Norio
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 17702-17702
  • DOI: 10.1038/s41598-021-97106-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MPNにおけるcalreticulin遺伝子変異の意義 (2021)
  • 著者名/発表者名: 増渕菜弥、荒木真理人、小松則夫
  • 雑誌名: 血液内科 巻: 82 ページ: 339-346
• [雑誌論文] Mechanism underlying the development of myeloproliferative neoplasms through mutant calreticulin (2020)
  • 著者名/発表者名: Edahiro Yoko、Araki Marito、Komatsu Norio
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 111 号: 8 ページ: 2682-2688
  • DOI: 10.1111/cas.14503
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CREB3L1 overexpression as a potential diagnostic marker of Philadelphia chromosome?negative myeloproliferative neoplasms (2020)
  • 著者名/発表者名: Morishita Soji、Yasuda Hajime、Yamawaki Saya、Kawaji Hideya、Itoh Masayoshi、Edahiro Yoko、Imai Misa、Kogo Yasushi、Tsuneda Satoshi、Ohsaka Akimichi、Hayashizaki Yoshihide、Ito Masafumi、Araki Marito、Komatsu Norio
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 号: 2 ページ: 884-892
  • DOI: 10.1111/cas.14763
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 分子シャペロンの遺伝子異常により引き起こされる血小板増多 (2020)
  • 著者名/発表者名: ARAKI Marito
  • 雑誌名: 日本血栓止血学会誌 巻: 31 号: 5 ページ: 491-497
  • DOI: 10.2491/jjsth.31.491
  • NAID: 130007928076
  • ISSN: 0915-7441, 1880-8808
  • 査読あり
• [雑誌論文] 変異型calreticulinによる骨髄増殖性腫瘍発症の分子基盤 (2020)
  • 著者名/発表者名: 荒木 真理人
  • 雑誌名: 臨床血液 巻: 61 ページ: 937-944
  • NAID: 130007897793
  • 査読あり
• [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] The role of calreticulin mutations in myeloproliferative neoplasms (2019)
  • 著者名/発表者名: Araki Marito、Komatsu Norio
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 111 号: 2 ページ: 200-205
  • DOI: 10.1007/s12185-019-02800-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] JAK2 exon 12 mutation in myelodysplastic/myeloproliferative neoplasm with ring sideroblasts and thrombocytosis: Not an exclusive mutation to polycythaemia vera (2019)
  • 著者名/発表者名: Inano, T. Araki, M. Morishita, S. Imai, M. Yasuda, H. Nitta, H. Ito, M. Edahiro, Y. Ochiai, T. Misawa, K. Fukuda, Y. Ohsaka, A. Komatsu, N.
  • 雑誌名: British Journal of Haematology 巻: 187 号: 1
  • DOI: 10.1111/bjh.16146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for prevention of renal dysfunction associated with primary myelofibrosis by cytoreductive therapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukuda Yasutaka、Araki Marito、Yamamoto Kouji、Morishita Soji、Inano Tadaaki、Misawa Kyohei、Ochiai Tomonori、Edahiro Yoko、Imai Misa、Yasuda Hajime、Gotoh Akihiko、Ohsaka Akimichi、Komatsu Norio
  • 雑誌名: Haematologica 巻: 印刷中 号: 11 ページ: e506-e509
  • DOI: 10.3324/haematol.2018.208876
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical and molecular features of patients with prefibrotic primary myelofibrosis previously diagnosed as having essential thrombocythemia in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Edahiro Yoko、Araki Marito、Inano Tadaaki、Ito Masafumi、Morishita Soji、Misawa Kyohei、Fukuda Yasutaka、Imai Misa、Ohsaka Akimichi、Komatsu Norio
  • 雑誌名: European Journal of Haematology 巻: 00 号: 6 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1111/ejh.13236
  • 査読あり
• [雑誌論文] MPNのゲノム解析研究の進歩 (2019)
  • 著者名/発表者名: 奥田真帆、荒木真理人、小松則夫
  • 雑誌名: 血液内科 巻: 79 ページ: 556-564
• [雑誌論文] 骨髄増殖性腫瘍の遺伝子異常 (2019)
  • 著者名/発表者名: 荒木真理人、森下総司、小松則夫
  • 雑誌名: 臨床検査 巻: 63 ページ: 790-796
• [学会発表] On the mechanism of sugar-chain mediated activation of thrombopoietin receptor (MPL) (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Watari, Hiromu Kageyama, Hiroya Nakajima, Kako Onodera, PJ Foces, Nami Masubuchi, Takashi Matsui, Yoshio Kodera, Tomohisa Ogawa, Makoto Hirayama, Kanji Hori, Takeshi Yokoyama, Douglas Freymann, Norio Komatsu, Marito Araki, Yoshikazu Tanaka, Ryuichi Sakai
  • 学会等名: 第83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 (2021)
  • 著者名/発表者名: Marito Araki
  • 学会等名: MPN Asia 2021 - the International Symposium on Myeloproliferative Neoplasms
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Distributions of typical non-driver mutations in essential thrombocythemia and polycythemia vera (2021)
  • 著者名/発表者名: Soji Morishita, Yoko Edahiro, Yoshinori Hashimoto, Shuichi Shirane, Tomonori Ochiai, Kyohei Misawa, Tadaaki Inano, Yasutaka Fukuda, Yosuke Mori, Chiho Furuya, Marito Araki, Jun Ando, Norio Komatsu
  • 学会等名: 第83回日本血液学会学術集会
• [学会発表] 海洋天然物由来の新規生理活性タンパク質の構造機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田中良和, 影山大夢, 辺ひろみ, 増渕菜弥, 中島寛也, 小野寺かこ, 松井崇, 小寺義男, 小川智久, 横山武司, 小松則夫, 荒木真理人, 酒井隆一
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Quantitative measurement of mutant calreticulin in specimens of myeloproliferative neoplasm patients (2021)
  • 著者名/発表者名: Satoko Ogata, Marito Araki, Yoshihiko Kihara, Maho Okuda, Soji Morishita, Misa Imai, Nami Masubuchi, Yousuke Mori, Yinjie Yang, Syunpei Yoshikawa, Tomonori Ochiai, Shuichi Shirane, Yoko Edahiro, Jun Ando, Norio Komatsu
  • 学会等名: 第83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: Kihara Y, Araki M, Imai M, Mori Y, Horino M, Ogata T, Yoshikawa S, Taguchi T, Masubuchi N, Mabuchi Y, Yang Y, Fukuda Y, Morishita S, Suzuki T, Dohmae N, Shimonaka M, Akazawa C, 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] 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] CREB3L1 Overexpression Can Reliably Discriminate Ph-MPNs from Reactive Cases (2020)
  • 著者名/発表者名: Morishita S, Yasuda H, Yamawaki S, Kawaji H, Itoh M, Edahiro Y, Imai M, Kogo Y, Tsuneda S, Akimichi Ohsaka, Hayashizaki Y, Araki M, Komatsu N.
  • 学会等名: 62nd Annual Meeting & Exposition of American Society of Hematology
  • 国際学会
• [学会発表] MPL Overexpression Induces a High Level of Mutant-Calr/MPL Complex: A Novel Mechanism of Ruxolitinib Resistance in Myeloproliferative Neoplasms with Calr Mutations (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasuda S, Aoyama S, Yoshimoto R, Watanabe D, Akiyama H, Yamamoto K, Fujiwara T, Sakaida E, Edahiro Y, Imai M, Araki M, Komatsu N, Kawamata N.
  • 学会等名: 62nd Annual Meeting & Exposition of American Society of Hematology
  • 国際学会
• [学会発表] Therapeutic potential of myeloproliferative neoplasms by antibody targeting mutant calreticulin (2020)
  • 著者名/発表者名: Kihara Y, Araki M, Imai M, Fukuda Y, Mori Y, Taguchi T, Masubuchi N, Mabuchi Y, Yang Y, Mizukami Y, Morishita S, Akazawa C, Ohsaka A, Komatsu N.
  • 学会等名: 第82回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Analysis of behavior of erythropoietin receptor on the cell surface in JAK2 mutant cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Shioiri K, Araki M, Kitazawa S, Masubuchi N, Morishita S, Imai M, Ohsaka A, Komatsu N.
  • 学会等名: 第82回日本血液学会学術集会
• [学会発表] CREB3L1 overexpression as a novel diagnostic marker of myeloproliferative neoplasms (2020)
  • 著者名/発表者名: Morishita S, Yasuda H, Yamawaki S, Kawaji H, Itoh M, Edahiro Y, Imai M, Kogo Y, Tsuneda S, Ohsaka A, Hayashizaki Y, Araki M, Komatsu N.
  • 学会等名: 第82回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Targeting ER stress enhances inhibitory effect of ruxolitinib in mutated-CALR transfected cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Moriyama M, Akahane D, Moriya S, Imai M, Araki M, Komatsu N, Miyazawa K, Gotoh A.
  • 学会等名: 第82回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Overexpression of MPL causes ruxolitinib-resistance in MPN with CALR frame-shift mutations. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasuda S, Aoyama S, Yoshimoto R, Watanabe D, Yamamoto K, Fujiwara T, Edahiro Y, Imai M, Araki M, Komatsu N, Miura O, Kawamata N.
  • 学会等名: 第82回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Targeting calreticulin neoantigen for the treatment of myeloproliferative neoplasms (2020)
  • 著者名/発表者名: Araki M, Komatsu N.
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会
• [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] The molecular mechanism underlying the development of myeloproliferative neoplasms by mutant calreticulin (2019)
  • 著者名/発表者名: Marito Araki
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Oncogenic activation of thrombopoietin receptor by mutant calreticulin on cell surface (2019)
  • 著者名/発表者名: Marito Araki、Norio Komatsu
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [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
  • 招待講演
• [学会発表] Overexpression of MPL Causes Ruxolitinib-Resistance in Myeloproliferative Neoplasms with Calreticulin Frame-Shift Mutations (2019)
  • 著者名/発表者名: Shunichiro Yasuda、Satoru Aoyama、Ryoto Yoshimoto、Watanabe Daisuke、Hiroki Akiyama、Yoshihiro Umezawa、Ayako Nogami、Kouhei Yamamoto、Takeo Fujiwara、Yoko Edahiro Marito Araki、Norio Komatsu、Tetsuya Fukuda、Ayako Arai、Osamu Miura、Norihiko Kawamata
  • 学会等名: 61th Annual Meeting & Exposition of American Society of Hematology
  • 国際学会
• [学会発表] Mutations in epigenetic and splicing related genes among Japanese overt and prefibrotic primary myelofibrosis using target seuencing (2019)
  • 著者名/発表者名: Soji Morishita、Tomonori Ochiai、Kyohei Misawa、Tadaaki Inano、Yasutaka Fukuda、Yasumitsu Kurokawa、Yoko Edahiro、Marito Araki、Akimichi Ohsaka、Norio Komatsu
  • 学会等名: The 10th JSH International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Mutant calreticulin interacts with MPL in the secretion pathway for the activation on cell surface. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nami Masubuchi、Marito Araki、Yinjie Yang、Erina Hayashi、Misa Imai、Yoko Edahiro、Yumi Hironaka、Yoshihisa Mizukami、Yoshihiko Kihara、Masato Koike、Akimichi Ohsaka、Norio Komatsu
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Mutant specific sequence promotes accumulation of mutant CALR in the Golgi apparatus (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Mizukami、Marito Araki、Misa Imai、Erina Hayashi、Nami Masubuchi、Yinjie Yang、Yoshihiko Kihara、Yumi Hironaka、Akimichi Ohsaka、Norio Komatsu
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Distinctive clinical and molecular features in absolute triple-negative essential thrombocythemia (2019)
  • 著者名/発表者名: Tadaaki Inano、Marito Araki、Soji Morishita、Tomonori Ochiai、Kyohei Misawa、Yasutaka Fukuda、Naoko Midorikawa、Mai Nudejima、Masafumi Ito、Satoshi Osaga、Yoko Edahiro、Misa Imai、Teppei Taguchi、Maho Okuda、Akimichi Ohsaka、Norio Komatsu
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Establishment of a mouse model for mutant CALR myeloproliferative neoplasms (2019)
  • 著者名/発表者名: Misa Imai、Yasutaka Fukuda、Teppei Taguchi、Kyohei Misawa、Honglian Tong、Kimi Araki、Motomi Osato、Akimichi Ohsaka、Marito Araki、Norio Komatsu
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会
• [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
• [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
• [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、石田陽治、ほか
  • 権利者名: 小松則夫、荒木真理人、木原慶彦、石田陽治、ほか
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2020-143551
  • 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: 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: 2020
  • 外国
• [産業財産権] 多血症治療薬 (2020)
  • 発明者名: 張黎臨、野村富美子、荒木真理人、小松則夫
  • 権利者名: 張黎臨、野村富美子、荒木真理人、小松則夫
  • 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 (2020)
  • 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: 2020
  • 外国