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ミトコンドリアダイナミクス制御異常による骨髄不全症発症の分子基盤解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K17411
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
研究機関東京薬科大学

研究代表者

林 嘉宏  東京薬科大学, 生命科学部, 准教授 (30802590)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード骨髄異形成症候群 / ミトコンドリア断片化 / 自然免疫応答 / 細胞死 / DRP1 / ROS / ミトコンドリア
研究開始時の研究の概要

骨髄異形成症候群(MDS)は造血幹細胞の異常に起因して発症する難治性血液がんである。その病態の本質は、腫瘍クローン拡大と細胞死の共存(無効造血)に伴う骨髄不全症であるが、詳細な発症機序はわかっていない。最近、申請者らは、MDS骨髄不全症の病態を短期間で忠実に再現するモデルマウスの作製に成功した。さらに、このマウスの造血幹細胞・前駆細胞においてミトコンドリアが分裂し、ROSが過剰に発生していることを見出した。本研究では、新規に樹立したMDS骨髄不全症マウスの詳細な解析を通じて、造血幹細胞・前駆細胞で生じたミトコンドリアダイナミクスの異常が、骨髄不全症の発症につながる機序を明らかにしていく。

研究成果の概要

本研究では、新規に樹立した骨髄異形成症候群(MDS)モデルマウスの解析から見出したミトコンドリアのダイナミクス制御異常に着目し、MDS細胞におけるミトコンドリア断片化が腫瘍細胞の運命制御や疾患病態に与える影響を解析した。その結果、分裂促進因子DRP1の活性化に伴いMDS細胞のミトコンドリア断片化が促進され、それが引き金となって炎症性シグナル経路および細胞死(アポトーシスやパイロトーシス)関連遺伝子群の活性化、細胞分化障害、異形成、血球減少が生じることをつきとめた。これらの病態はDRP1阻害により顕著に改善したことから、ミトコンドリア異常がMDSにおける新規治療標的となり得ることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

MDSは造血幹細胞の異常に起因して発症し、超高齢社会において急増している難治性血液がんである。多種多様な遺伝子変異が同定される一方で、炎症性シグナル経路の活性化、無効造血、血球減少を特徴とするMDSの病態発症機序は依然としてよくわかっていない。本研究により、MDS細胞におけるミトコンドリア形態異常の存在とその機序の一端、病態発症における中心的役割が明らかとなった。これらは、今後のミトコンドリア断片化促進機序を標的とした治療法開発、多くのMDS患者にとって有効な新規治療戦略の構築に資する成果と言える。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Myeloid neoplasms and clonal hematopoiesis from the RUNX1 perspective2022

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yoshihiro、Harada Yuka、Harada Hironori
    • 雑誌名

      Leukemia

      巻: 36 号: 5 ページ: 1203-1214

    • DOI

      10.1038/s41375-022-01548-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondrial Fragmentation Triggers Ineffective Hematopoiesis in Myelodysplastic Syndromes2021

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi Yasushige、Hayashi Yoshihiro、Harada Yuka、Choi Kwangmin、Matsunuma Natsumi、Sadato Daichi、Maemoto Yuki、Ito Akihiro、Yanagi Shigeru、Starczynowski Daniel T.、Harada Hironori
    • 雑誌名

      Cancer Discovery

      巻: 12 号: 1 ページ: 250-269

    • DOI

      10.1158/2159-8290.cd-21-0032

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 過剰なミトコンドリア断片化に伴う炎症性シグナル経路の活性化がMDS病態発症の引き金となる2022

    • 著者名/発表者名
      林 嘉宏、青栁 泰成、松沼 菜摘、貞任 大地、原田 結花、原田 浩徳
    • 学会等名
      第26回造血器腫瘍研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Excessive mitochondrial fragmentation as a fundamental trigger of ineffective hematopoiesis in MDS2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Y, Aoyagi Y, Matsunuma N, Sadato D, Harada Y, Harada H.
    • 学会等名
      第83回日本血液学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Targeting Overwhelming Mitochondrial Fragmentation in Myelodysplastic syndromes-related Bone Marrow Failure2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Y, Aoyagi Y, Matsunuma N, Sadato D, Harada Y, Harada H.
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア断片化によるMDS無効造血発症機序の解明2021

    • 著者名/発表者名
      林 嘉宏、青栁 泰成、小林 大貴、貞任 大地、原田 結花、原田 浩徳
    • 学会等名
      第25回造血器腫瘍研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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