ダウン症のTAMにおけるGATA1変異タイプと巨核球分化・白血病進展との関連

• 研究課題/領域番号: 21K07790
• 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52050:胎児医学および小児成育学関連
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 照井 君典 弘前大学, 医学研究科, 教授 (00333740)
• 研究分担者: 土岐 力 弘前大学, 医学研究科, 講師 (50195731)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ダウン症候群 / 一過性異常骨髄増殖症 / GATA1 / 血小板 / 巨核球 / 白血病 / 血小板数 / 急性骨髄性白血病

研究開始時の研究の概要

ダウン症候群の新生児の約10%は一過性異常骨髄増殖症（TAM）という一過性の白血病を発症し、20～30%の症例は4歳までに真の白血病（AML）に進展する。どのような症例がAMLに進展するかについては十分解明されていない。TAMとAMLのほぼ全例でGATA1遺伝子の変異がみられるが、我々はGATA1変異の特定のタイプを持つ症例で血小板数が多く、AMLへの進展が少ない傾向にあることを見出した。本研究の目的は、患者検体や白血病細胞株を用いた解析を行い、TAMにおいてGATA1変異タイプにより血小板数やAMLへの進展率が異なる仕組みを明らかにし、新しいAMLの予防法・治療法の開発につなげることである。

研究実績の概要

ダウン症候群の新生児の約10%は一過性異常骨髄増殖症（TAM）という一過性の白血病を発症する。その多くは自然寛解するが、約20%の症例は4歳までに急性骨髄性白血病（ML-DS）に進展する。TAMのほぼ全例で血球特異的転写因子GATA1の遺伝子変異がみられ、この変異は短縮型のGATA1タンパク（GATA1s）のみが発現するという異常を引き起こす。我々は最近GATA1変異の特定のタイプを持つ症例で有意に血小板数が多く、ML-DSへの進展が少ない傾向にあることを見出した。これらの変異タイプはGATA1sタンパクの高発現を引き起こすことから、GATA1sタンパクの発現レベルの違いがTAMの臨床像に影響を与えている可能性が考えられる。
ML-DS細胞株であるCMK11-5に、ドキシサイクリンで発現誘導可能な変異GATA1遺伝子を導入した。この細胞にGATA1sタンパクの発現を誘導したところ、巨核球関連遺伝子であるITGA2B、ITGB3、MPLの発現レベルの亢進がみられ、GATA1sタンパクの高発現が巨核球系への分化を促進する可能性が示唆された。
次に、CRISPR/Cas9ゲノム編集技術を用いてCMK11-5のGATA1変異の改変を試みた。CMK11-5のGATA1変異は早期終始コドンを引き起こす変異（PTC）であるが、スプライシングの異常を引き起こす変異（SE）を導入したところ、複数のクローンが得られた。巨核球関連遺伝子の発現レベルを解析したところ、ITGA2B、ITGB3、GP5、GP9、MPLなど多くの巨核球関連遺伝子の発現レベルがSEタイプで高く、巨核球系への分化の促進が示唆された。ゲノム編集4日後にも同様の解析を行ったところ、ITGB3の発現レベルがSEタイプで高く、巨核球系への分化の促進が確認された。GATA1sタンパクの発現レベルはSEタイプで高い傾向にあった。

研究成果

• [雑誌論文] Landscape of driver mutations and their clinical effects on Down syndrome-related myeloid neoplasms (2024)
  • 著者名/発表者名: Sato Tomohiko、Yoshida Kenichi、...、Matsuo Hidemasa、...、Ito Etsuro
  • 雑誌名: Blood 巻: - 号: 25 ページ: 2627-2643
  • DOI: 10.1182/blood.2023022247
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Antileukemic effect of azacitidine, a DNA methyltransferase inhibitor, on cell lines of myeloid leukemia associated with Down syndrome (2024)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Tatsuhiko、Kudo Ko、Kanezaki Rika、Yuzawa Kentaro、Toki Tsutomu、Okuse Ryo、Kobayashi Akie、Sato Tomohiko、Kamio Takuya、Terui Kiminori、Ito Etsuro
  • 雑誌名: Experimental Hematology 巻: 132 ページ: 104179-104179
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2024.104179
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transient erythroblastopenia due to a GATA1 variant in an infant female (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Motoi、Tomoda Takahiro、Mizuo Ami、Isoda Takeshi、Egawa Makiko、Yoshida Masayuki、Toki Tsutomu、Kudo Ko、Terui Kiminori、Ito Etsuro、Morio Tomohiro、Takagi Masatoshi
  • 雑誌名: Pediatric Blood & Cancer 巻: 71 号: 3
  • DOI: 10.1002/pbc.30834
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanism of KIT gene regulation by GATA1 lacking the N-terminal domain in Down syndrome-related myeloid disorders (2022)
  • 著者名/発表者名: Kanezaki Rika、Toki Tsutomu、Terui Kiminori、Sato Tomohiko、Kobayashi Akie、Kudo Ko、Kamio Takuya、Sasaki Shinya、Kawaguchi Koji、Watanabe Kenichiro、Ito Etsuro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 20587-20587
  • DOI: 10.1038/s41598-022-25046-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dyserythropoietic anaemia with an intronic GATA1 splicing mutation in patients suspected to have Diamond‐Blackfan anaemia (2022)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Akie、Ohtaka Ryusei、Toki Tsutomu、Hara Junichi、Muramatsu Hideki、Kanezaki Rika、Takahashi Yuka、Sato Tomohiko、Kamio Takuya、Kudo Ko、Sasaki Shinya、Yoshida Taro、Utsugisawa Taiju、Kanno Hitoshi、Yoshida Kenichi、Nannya Yasuhito、Takahashi Yoshiyuki、Kojima Seiji、Miyano Satoru、Terui Kiminori、et al.
  • 雑誌名: eJHaem 巻: 3 号: 1 ページ: 163-167
  • DOI: 10.1002/jha2.374
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A phase III clinical trial evaluating efficacy and safety of minimal residual disease-based risk stratification for children with acute myeloid leukemia, incorporating a randomized study of gemtuzumab ozogamicin in combination with post-induction chemotherapy for non-low-risk patients (JPLSG-AML-20) (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomizawa Daisuke、Tsujimoto Shin-ichi、Tanaka Shiro、Matsubayashi Jun、Aoki Takahiro、Iwamoto Shotaro、Hasegawa Daisuke、Nagai Kozo、Nakashima Kentaro、Kawaguchi Koji、Deguchi Takao、Kiyokawa Nobutaka、Ohki Kentaro、Hiramatsu Hidefumi、Shiba Norio、Terui Kiminori、Saito Akiko Moriya、Kato Motohiro、Taga Takashi、et al.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 52 ページ: 1225-1231
  • DOI: 10.1093/jjco/hyac105
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Case of Congenital Leukemia With MYB-GATA1 Fusion Gene in a Female Patient (2021)
  • 著者名/発表者名: Ozono Shuichi、Yano Shoichiro、Oishi Saori、Mitsuo Miho、Nakagawa Shinichiro、Toki Tsutomu、Terui Kiminori、Ito Etsuro
  • 雑誌名: Journal of Pediatric Hematology/Oncology 巻: 44 号: 1 ページ: e250-e252
  • DOI: 10.1097/mph.0000000000002119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predictive factors for the development of leukemia in patients with transient abnormal myelopoiesis and Down syndrome (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamato G, Deguchi T, Terui K, Toki T, Watanabe T, Imaizumi T, Hama A, Iwamoto S, Hasegawa D, Ueda T, Yokosuka T, Tanaka S, Yanagisawa R, Koh K, Saito AM, Horibe K, Hayashi Y, Adachi S, Mizutani S, Taga T, Ito E, Watanabe K, Muramatsu H.
  • 雑誌名: Leukemia. 巻: 35 号: 5 ページ: 1480-1484
  • DOI: 10.1038/s41375-021-01171-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-induction MRD by FCM and GATA1-PCR are significant prognostic factors for myeloid leukemia of Down syndrome (2021)
  • 著者名/発表者名: Taga Takashi, Terui Kiminori、Toki Tsutomu、Ito Etsuro、et al.
  • 雑誌名: Leukemia 巻: - 号: 9 ページ: 2508-2516
  • DOI: 10.1038/s41375-021-01157-w
  • NAID: 120006988564
  • 査読あり
• [学会発表] Clinical characteristics of infants with transient abnormal myelopoiesis and two GATA1 mutations: A report from the JPLSG TAM-10 study (2023)
  • 著者名/発表者名: Kana Soma, Tomohiko Sato, Tsutomu Toki, Rika Kanezaki, Ko Kudo, Genki Yamato, Hideki Muramatsu, Kenichiro Watanabe, Etsuro Ito, Kiminori Terui
  • 学会等名: 第65回日本小児血液・がん学会学術集会
• [学会発表] Cytokine profiling in 128 patients with transient abnormal myelopoiesis: JPLSG TAM-10 study (2023)
  • 著者名/発表者名: Genki Yamato, Hideki Muramatsu, Akira Shimada, Takahiro Imaizumi, Hiroyuki Tsukagoshi, Norio Shiba, Kiminori Terui, Etsuro Ito, Kenichiro Watanabe, Yasuhide Hayashi
  • 学会等名: 第65回日本小児血液・がん学会学術集会
• [学会発表] Down症候群関連骨髄性白血病における新規予後因子の探索 (2022)
  • 著者名/発表者名: 照井君典
  • 学会等名: 第64回日本小児血液・がん学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Cytokine Analysis in 154 Patients with transient abnormal myelopoiesis: JCCG JPLSG TAM-10 clinical study (2021)
  • 著者名/発表者名: １．Yamato G, Park MJ, Shimada A, Shiba N, Yamada Y, Terui K, Ito E, Muramatsu H, Watanabe K and Hayashi Y
  • 学会等名: American Society of Hematology 63rd Annual Meeting
  • 国際学会
• [図書] 小児白血病・リンパ腫―Strategy & Practice (2021)
  • 著者名/発表者名: 滝田順子
  • 総ページ数: 344
  • 出版者: 中山書店
  • ISBN: 9784521749211