好中球減少とB細胞欠損に共通する発症機構の解明に関する研究

• 研究課題/領域番号: 22K07887
• 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: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 金兼 弘和 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座教授 (00293324)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 先天性免疫異常症 / 好中球減少症 / B細胞欠損症 / iPS細胞 / ノックインマウス / 原発性免疫不全症

研究開始時の研究の概要

本研究の概要は、好中球減少症とB細胞欠損を有する患者で同定された新奇HYOU1遺伝子の機能解析を行うことである。HYOU1欠損症はこれまで1例のみ報告されており、既報告では折り畳み不全蛋白の障害と酸化還元反応の異常によって好中球減少症が生じると結論づけているが、B細胞欠損の病態については未解決である。健常人および患者由来iPS細胞を作成し、好中球に分化させて、好中球減少の発症機序を明らかにする。また変異を導入したノックインマウスを作製する。好中球減少症とB細胞欠損に共通する分子病態を明らかにするめにHYOU1遺伝子の機能解析を行う研究である。

研究実績の概要

好中球減少症とB細胞欠損症はそれぞれ先天性免疫異常症でしばしばみられる免疫学的異常である。好中球とB細胞はそれぞれ骨髄系幹細胞ならびにリンパ球幹細胞から分化するため、好中球減少症とB細胞欠損症が同時にみられることは理論的にはあまりないと考えられる。しかし先天性免疫異常症では時として好中球減少症とB細胞欠損症がみられることがある。好中球減少症とB細胞欠損症に共通する分子病態を明らかにすることを本研究の目的とする。HYOU1欠損症は重症先天性好中球減少症の一型（OMIM: 601746）として報告されているが、B細胞欠損症を伴う。そこでHYOU1欠損症の分子病態を明らかにすることによって本研究の目的が達せられると予想される。HYOU1欠損症はこ れまでフィンランド人の1例でのみの報告がある（Haapaneimi EM. J Allergy Clin Immunol 2017）。今回は新奇HYOU1遺伝子を有する日本人患者を同定した。既報告では折り畳み不全蛋白と酸化還元反応の異常によって好中球減少症が生じると結論づけているが、B細胞欠損症の病態については未解決のままである。そこで正常iPS細胞にフィンランド人ならびに日本人患者由来のHYOU1遺伝子変異を導入し、好中球に分化させることによって、好中球減少のメカニズムを明らかにする。また患者由来iPS細胞を作成し、遺伝子修復も行い、比較検討しながら、同様の検討を行う。さらにiPS細胞からB細胞へ分化させることは困難であるため、Hyou1遺伝子変異を有するノックインマウスの作製も行う。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

日本人とフィンランド人のHYOU1遺伝子変異（L469PとY231H）をそれぞれ正常iPS細胞にCRISP/Cas9システムを用いて遺伝子導入したところ、それぞれの患者由来 iPSを作成することができた。これらのiPS細胞をさまざまなサイトカインを加えた特殊培地内で培養することによって好中球に分化させたところ、患者iPS由来好中球は健常者iPS由来好中球に比べて好中球に分化する細胞数が少なかった。形態的にアポトーシス様にみえたため、Caspase 3/7活性を調べたところ、アポトーシスが亢進していることが示された。 次に日本人患者から得られた末梢血からiPS細胞を作成した。この患者由来iPS細胞に対してCRISP/Cas9システムを用いて遺伝子修復を行った。患者由来ならびに 遺伝子修復を行ったiPS細胞を前項と同様に培養し、好中球に分化させたところ、遺伝子修復したiPS細胞は健常者由来iPS細胞と同程度に好中球に分化させることができた。遺伝子修復したiPS細胞由来好中球は健常者と同様にアポトーシスがほとんど認められなかった。マウスES細胞にCRISP/Cas9システムでHyou1遺伝子変異をノックさせて、ノックインマウスを作製したが、好中球数やB細胞数の減少は観察されなかった。そこでノックインマウスの好中球ならびにB細胞のin vitroでの機能解析を行っている。

今後の研究の推進方策

これまでのiPS細胞を用いた研究からHYOU1欠損症における好中球減少症の病態としてアポトーシスの亢進を見出した。今後はHYOU1欠損症以外の重症先天性好中球減少症（ELANE、HAX1, SRP54など）の患者由来iPS細胞と比較検討することで、詳細な病態を明らかにする。ノックインマウスを作製して、好中球ならびにB細胞の数や機能を正常マウスと比較することで、ヒトHyou1欠損症のモデルマウスとしての妥当性を検討し、特に B細胞欠損症の分子病態をトランスクリプトームならびにプロテオーム解析も加えて詳細に解明する。

研究成果

• [国際共同研究] Oulu University Hospital/Helsinki University(フィンランド)
• [国際共同研究] Oulu University Hospital/Helsinki University(フィンランド)
• [雑誌論文] Knockdown of the Shwachman-Diamond syndrome gene, SBDS, induces galectin-1 expression and impairs cell growth (2024)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Masafumi、Sera Yukihiro、Toga-Yamaguchi Hanae、Kanegane Hirokazu、Iguchi Yusuke、Fujimura Kingo
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 119 号: 4 ページ: 383-391
  • DOI: 10.1007/s12185-024-03709-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Janus kinase inhibitors ameliorate clinical symptoms in patients with STAT3 gain-of-function (2023)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Shuya、Sakura Fumiaki、Tanita Kay、Shimbo Asami、Nambu Ryusuke、Yoshida Masashi、Umetsu Shuichiro、Inui Ayano、Okada Chizuru、Tsumura Miyuki、Yamada Mamiko、Suzuki Hisato、Kosaki Kenjiro、Ohara Osamu、Shimizu Masaki、Morio Tomohiro、Okada Satoshi、Kanegane Hirokazu
  • 雑誌名: Immunotherapy Advances 巻: 3 号: 1
  • DOI: 10.1093/immadv/ltad027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fatal COVID-19 Infection in Two Children with STAT1 Gain-of-Function (2023)
  • 著者名/発表者名: Staines-Boone Aide Tamara、Vignesh Pandiarajan、Tsumura Miyuki、de la Garza Fernandez German、Tyagi Reva、Rawat Amit、Das Jhumki、Tomomasa Dan、Asano Takaki、Hijikata Atsushi、Salazar-Galvez Yuridia、Kanegane Hirokazu、Okada Satoshi、Reyes Saul O Lugo
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 44 号: 1 ページ: 20-20
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01634-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bone Marrow Failure and Immunodeficiency Associated with Human RAD50 Variants (2023)
  • 著者名/発表者名: Takagi Masatoshi、Hoshino Akihiro、Bousset Kristine、R?ddecke Jule、Martin Hanna Luisa、Folcut Iulia、Tomomasa Dan、Yang Xi、Kobayashi Junya、Sakata Naoki、Yoshida Kenichi、Miyano Satoru、Ogawa Seishi、Kojima Seiji、Morio Tomohiro、D?rk Thilo、Kanegane Hirokazu
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 43 号: 8 ページ: 2136-2145
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01591-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Precision medicine in monogenic inflammatory bowel disease: proposed mIBD REPORT standards (2023)
  • 著者名/発表者名: Uhlig HH, Booth C, Cho J, Dubinsky M, Griffiths AM, Grimbacher B, et al.
  • 雑誌名: Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 巻: 20 号: 12 ページ: 810-828
  • DOI: 10.1038/s41575-023-00838-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hematopoietic cell transplantation for hematological malignancies in Bloom syndrome (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Yohei、Hirabayashi Shinsuke et al.
  • 雑誌名: Pediatric Blood & Cancer 巻: 70 号: 11
  • DOI: 10.1002/pbc.30655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Severe RAS-Associated Lymphoproliferative Disease Case with Increasing αβ Double-Negative T Cells with Atypical Features (2023)
  • 著者名/発表者名: Kurita Daisuke、Shiba Norio、Ohya Takashi、Murase Ayako、Shimosato Yuko、Yoshitomi Masahiro、Hattori Seira、Sasaki Koji、Nishimura Kenichi、Tsujimoto Shin-ichi、Takeuchi Masanobu、Tanoshima Reo、Kanegane Hirokazu、Kitagawa Norihiko、Ito Shuichi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 43 号: 8 ページ: 1992-1996
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01566-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] An International Survey of Allogeneic Hematopoietic Cell Transplantation for X-Linked Agammaglobulinemia (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishimura A, Uppuluri R, Raj R, Swaminathan VV, Cheng Y, Abu-Arja RF, et al.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 43 号: 8 ページ: 1827-1839
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01551-2
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical practice guideline for activated phosphatidyl inositol 3-kinase-delta syndrome in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Moriya Kunihiko、Mitsui-Sekinaka Kanako、Sekinaka Yujin、Endo Akifumi、Kanegane Hirokazu、Morio Tomohiro、Imai Kohsuke、Nonoyama Shigeaki
  • 雑誌名: Immunological Medicine 巻: 46 号: 4 ページ: 153-157
  • DOI: 10.1080/25785826.2023.2210366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Successful treatment of DOCK8 deficiency by allogeneic hematopoietic cell transplantation from alternative donors (2023)
  • 著者名/発表者名: Kono Asuka、Wakamatsu Manabu、Umezawa Yoshihiro、Muramatsu Hideki、Fujiwara Hiroki、Tomomasa Dan、Inoue Kento、Hattori Keiichiro、Mitsui Tetsuo、Takada Hidetoshi、Minegishi Yoshiyuki、Takahashi Yoshiyuki、Yamamoto Masahide、Mori Takehiko、Kanegane Hirokazu
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 118 号: 4 ページ: 519-525
  • DOI: 10.1007/s12185-023-03613-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] A complementary approach for genetic diagnosis of inborn errors of immunity using proteogenomic analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakura F, Noma K, Asano T, Tanita K, Toyofuku E, Kato K, Tsumura M, Nihira H, Izawa K, Mitsui-Sekinaka K, Konno R, Kawashima Y, Mizoguchi Y, Karakawa S, Hayakawa S, Kawaguchi H, Imai K, Nonoyama S, Yasumi T, Ohnishi H, Kanegane H, Ohara O, Okada S
  • 雑誌名: PNAS Nexus 巻: 2 号: 4 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgad104
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hematologically important mutations: Leukocyte adhesion deficiency (second update) (2023)
  • 著者名/発表者名: Roos D, van Leeuwen K, Madkaikar M, Kambli PM, Gupta M, Mathews V, Rawat A, Kuhns DB, Holland SM, de Boer M, Kanegane H, Parvaneh N, Lorenz M, Schwarz K, Klein C, Sherkat R, Jafari M, Wolach B, den Dunnen JT, Kuijpers TW, Koker MY
  • 雑誌名: Blood Cells Mol Dis 巻: 99 ページ: 102726-102726
  • DOI: 10.1016/j.bcmd.2023.102726
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical and Genetic Characterization of Patients with Artemis Deficiency in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Inoue Kento、Miyamoto Satoshi、Tomomasa Dan、Adachi Eriko、Azumi Shohei、Horikoshi Yasuo、Ishihara Takashi、Osone Shinya、Kawahara Yuta、Kudo Ko、Kato Zenichiro、Ohnishi Hidenori、Kashimada Kenichi、Imai Kohsuke、Ohara Osamu、van Zelm Menno C.、Cowan Morton J.、Morio Tomohiro、Kanegane Hirokazu
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 43 号: 3 ページ: 585-594
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01405-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Novel STAT1 Variants in Japanese Patients with Isolated Mendelian Susceptibility to Mycobacterial Diseases (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono R, Tsumura M, Shima S, Matsuda Y, Gotoh K, Miyata Y, Yoto Y, Tomomasa D, Utsumi T, Ohnishi H, Kato Z, Ishiwada N, Ishikawa A, Wada T, Uhara H, Nishikomori R, Hasegawa D, Okada S, Kanegane H.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 43 号: 2 ページ: 466-478
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01396-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recurrent tandem duplication of UNC13D in familial hemophagocytic lymphohistiocytosis type 3 (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomomasa D, Hiejima E, Miyamoto T, Tanita K, Matsuoka M, Niizato D, Mitsuiki N, Isoda T, Yasumi T, van Zelm MC, Morio T, Kanegane H
  • 雑誌名: Clin Immunol 巻: 242 ページ: 109104-109104
  • DOI: 10.1016/j.clim.2022.109104
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Disease Progression of WHIM Syndrome in an International Cohort of 66 Pediatric and Adult Patients (2022)
  • 著者名/発表者名: Geier CB, Ellison M, Cruz R, Pawar S, Leiss-Piller A, Zmajkovicova K, et al
  • 雑誌名: J Clin Immunol 巻: 42 号: 8 ページ: 1748
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01312-7
  • URL: https://localhost/en/publications/cffc4d5e-9226-4d72-bd91-070cdd743ce4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Neutralizing Type I Interferon Autoantibodies in Japanese Patients with Severe COVID-19 (2022)
  • 著者名/発表者名: Eto S, Nukui Y, Tsumura M, Nakagama Y, Kashimada K, Mizoguchi Y, Utsumi T, Taniguchi M, Sakura F, Noma K, Yoshida Y, Ohshimo S, Nagashima S, Okamoto K, Endo A, Imai K, Kanegane H, Ohnishi H, Hirata S, Sugiyama E, Shime N, Ito M, Ohge H, Kido Y, Bastard P, Casanova JL, Ohara O, Tanaka J, Morio T, Okada S
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 42 号: 7 ページ: 1360-1370
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01308-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Novel CEBPE Variant Causes Severe Infections and Profound Neutropenia (2022)
  • 著者名/発表者名: Banday Aaqib Zaffar、Kaur Anit、Akagi Tadayuki et al
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 42 号: 7 ページ: 1434-1450
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01304-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Preemptive hematopoietic cell transplantation for asymptomatic patients with X-linked lymphoproliferative syndrome type 1 (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomomasa D, Booth C, Bleesing JJ, Isoda T, Kobayashi C, Koike K, Taketani T, Sawada A, Tamura A, Marsh RA, Morio T, Gennery AR, Kanegane H
  • 雑誌名: Clin Immunol 巻: 237 ページ: 108993-108993
  • DOI: 10.1016/j.clim.2022.108993
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dysregulation of the Intestinal Microbiome in Patients With Haploinsufficiency of A20 (2022)
  • 著者名/発表者名: Toyofuku Etsushi、Takeshita Kozue、Ohnishi Hidenori、Kiridoshi Yuko、Masuoka Hiroaki、Kadowaki Tomonori、Nishikomori Ryuta、Nishimura Kenichi、Kobayashi Chie、Ebato Takasuke、Shigemura Tomonari、Inoue Yuzaburo、Suda Wataru、Hattori Masahira、Morio Tomohiro、Honda Kenya、Kanegane Hirokazu
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 11 ページ: 787667-787667
  • DOI: 10.3389/fcimb.2021.787667
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Early diagnosis of partial interferon-γ receptor 1 deficiency prevents the development of Bacille de Calmette et Guerin osteomyelitis (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomomasa Dan、Tanita Kay、Higashi Seishi、Tasaka Yuri、Shimamura Takashi、Sakurai Urara、Matsubara Tomoyo、Okada Satoshi、Morio Tomohiro、Kanegane Hirokazu
  • 雑誌名: Clinical Immunology 巻: 235 ページ: 108933-108933
  • DOI: 10.1016/j.clim.2022.108933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Germline Non-coding Deletions in XIAP Gene Causing XIAP Deficiency Reveals a Key Promoter Sequence (2022)
  • 著者名/発表者名: Sbihi Zineb、Tanita Kay、Bachelet Camille、Bole Christine、Jabot-Hanin Fabienne、…Isoda Takeshi（24人中20番目）、…、Kanegane Hirokazu、Latour Sylvain
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 42 号: 3 ページ: 559-571
  • DOI: 10.1007/s10875-021-01188-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The future of BMT in Asia (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: IPOPI 4th Regional Asian PID Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Finding NEMO (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: The 1st National IEI Congress of China 2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hematopoietic stem cell transplantation for PID (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: 17th Congress of Asian Society for Pediatric Research (ASPR 2022)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A B-Cell Deficient Japanese Girl with ZIP7 Deficiency Caused by Novel Compound Heterozygous Variants in SLC39A7 (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: 13th International Congress of Immunodeficiency Diseases
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] An Approach to Antibody Deficiencies (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: 4th Asia-Pacific Society for Immunodeficiencies Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ALPS & ALPS-like and IPEX & IPEX-like (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: 4th Asia-Pacific Society for Immunodeficiencies Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 原発性免疫不全症の最新知見 (2022)
  • 著者名/発表者名: 金兼弘和
  • 学会等名: 第54回日本小児感染症学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [図書] 小児科学 (2023)
  • 著者名/発表者名: 金兼弘和、谷田けい
  • 総ページ数: 36
  • 出版者: 文光堂
  • ISBN: 9784830630460
• [図書] 小児血液・腫瘍学 (2022)
  • 著者名/発表者名: 金兼弘和
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 診断と治療社
  • ISBN: 9784787824899