HAMの免疫異常におけるヒストンメチル化酵素EZH2の役割の解明

• 研究課題/領域番号: 23K06954
• 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52020:神経内科学関連
• 研究機関: 聖マリアンナ医科大学
• 研究代表者: 佐藤 知雄 聖マリアンナ医科大学, 医学研究科, 准教授 (30387063)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2024年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2023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: HTLV-1関連脊髄症（HAM） / HTLV-1 / エピジェネティクス / ヒストンメチル化酵素 / EZH2 / HTLV-1関連脊髄症

研究開始時の研究の概要

HTLV-1関連脊髄症（HAM）は、HTLV-1感染CD4T細胞の増殖・活性化と、それに対する過剰免疫応答により脊髄が傷害され発症する。これまで我々はこの感染T細胞がHTLV-1 Taxにより炎症促進的に変化することを報告し、予備解析からこの細胞がヒストンメチル化酵素EZH2を過剰発現することを見出した。これはHAMではウイルス感染を契機としたエピジェネティック制御の異常が生じていることを示唆する。そこで本研究は、EZH2の過剰発現がHAMに特徴的な病態を引き起こしているのではないかと考え、その詳細な機序を明らかにする。また、EZH2やEZH1/2阻害剤のHAM治療薬としての可能性も検証する。

研究実績の概要

HTLV-1関連脊髄症（HAM）は、HTLV-1に感染したCD4+T細胞が増殖・活性化し、それに対する過剰な免疫応答により脊髄が傷害され発症すると考えられている。研究代表者らはこれまでに、HAM患者のHTLV-1感染CD4+T細胞がHTLV-1 Taxの作用により炎症傾向のあるヘルパーT細胞へダイナミックに形質が変化していることを報告しているが、最近、その異常なT細胞を含むHAM患者のCD4+T細胞中でヒストンメチル化酵素EZH2が過剰発現していることを見出した。
そこで本研究では、HAM患者におけるEZH2の過剰発現が、遺伝子発現を制御しているヒストン修飾のエピジェネティックな変化を引き起こし、HAMに特徴的な病態を引き起こしているのではないかと考え、そのメカニズム解明とEZH2等の阻害剤のHAM治療薬としての可能性を検討することを目的とした。2023年度は、EZH2阻害剤やEZH1/2二重阻害剤が、HAMのin vitro病態モデルであるHAM患者由来末梢血単核細胞（HAM-PBMC）の自発的増殖応答に対して、どのように作用するか調べた。その結果、EZH2阻害剤はHAM-PBMCの自発的増殖応答を1μMで有意に抑制し、EZH1/2二重阻害剤はそれよりも低い濃度の0.1μMで有意に抑制した(各p<0.01，p<0.05)。EZH1/2阻害剤はKi67+CD4+T細胞及びKi67+CD8+T細胞の割合を減少させ、HAM-PBMC中のHTLV-1プロウイルス量を1μMで有意に減少させた。(p<0.05)。したがって、特にEZH1/2二重阻害剤はHAMの感染細胞を減少させ、過剰免疫応答を抑制させることが判明し、HAMの治療薬となり得る可能性が示された。

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

HAM患者由来末梢血単核細胞（HAM-PBMC）は、無刺激条件下で培養を行うと自発的に増殖するという、他のPBMCにはない特徴を有する。その際、HAMの特徴である感染細胞の増加と活性化、それに対する過剰な免疫応答（主にHTLV-1特異的CD8+T細胞の増殖）を認める。このHAMのin vitro病態モデルを用いて、EZH2阻害剤（GSK126またはタゼメトスタット）とEZH1/2二重阻害剤（OR-S1またはバレメトスタット）を添加した場合に、HAMに特徴的な表現型が抑制されるかどうか検討した。その結果、EZH2阻害剤はHAM-PBMCの自発的増殖応答を1μMで有意に抑制し、EZH1/2二重阻害剤はそれよりも低い濃度の0.1μMで有意に抑制した(各p<0.01，p<0.05)。EZH1/2二重阻害剤はKi67+CD4+T細胞及びKi67+CD8+T細胞の割合を減少させ、HAM-PBMC中のHTLV-1プロウイルス量を1μMで有意に減少させた。(p<0.05)。この結果から、EZH1/2二重阻害剤はHAMの感染細胞を減少し、過剰免疫応答を抑制した。このように、ヒストンメチル化酵素阻害剤がHAMの特徴的な表現型を抑制し、HAMの治療薬となり得る可能性を明らかにすることができたため、「おおむね順調に進展している」と判断した。

今後の研究の推進方策

ヒストンメチル化酵素阻害剤であるEZH1/2二重阻害剤がHAMの感染細胞を減少させ、CD8+T細胞の増殖応答も抑制することが判明した。しかし、この薬剤が炎症性サイトカイン（IFN-γ, TNF-α, IL-6）および抑制性サイトカイン（IL-10）の産生に与える影響や感染細胞を減少させるメカニズムについては不明である。そのため、HAMのin vitro病態モデルを用いて、各種サイトカイン産生量をCytokine Beads Array kit（BD Biosciences社）を用いて測定し、既知の治療薬であるプレドニゾロンとの反応性を比較する。また、HAM患者の脳脊髄液から樹立したHTLV-1感染細胞株（HCT-4, HCT-5）は、Taxを恒常的に発現する均一の細胞集団である。この細胞株を用いてEZH1/2二重阻害剤が感染細胞株の増殖能に与える影響（cell counting kit-8使用）やアポトーシス誘導活性（Annexin Vと7-AADを用いたフローサイトメトリー解析）を調べる予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Multicenter, randomized, double-blind, placebo-controlled phase 3 study of mogamulizumab with open-label extension study in a minimum number of patients with human T-cell leukemia virus type-1-associated myelopathy. (2024)
  • 著者名/発表者名: Tomoo Sato, Masahiro Nagai, Osamu Watanabe, Tatsuro Misu, Norihiro Takenouchi, Ryuichi Ohkubo, et al
  • 雑誌名: J Neurol 巻: - 号: 6 ページ: 3471-3485
  • DOI: 10.1007/s00415-024-12239-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Large-Scale Whole-Genome Analysis of HTLV-1-Associated Myelopathy Identified Hereditary Spastic Paraplegias (2024)
  • 著者名/発表者名: Takao Naoki、Yagishita Naoko、Araya Natsumi、Aratani Satoko、Yamauchi Junji、Takahashi Katsunori、Kunitomo Yasuo、Sato Tomoo、Nakamori Masahiro、Kawai Yosuke、Omae Yosuke、Tokunaga Katsushi、Matsuda Fumihiko、Mitsuhashi Satomi、Yamano Yoshihisa
  • 雑誌名: Neurology Genetics 巻: 10 号: 1 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1212/nxg.0000000000200108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance evaluation of Espline HTLV-I/II, a newly developed rapid immunochromatographic antibody test for different diagnostic situations (2023)
  • 著者名/発表者名: Kuramitsu M, Momose H, Uchida Y, Ishitsuka K, Kubota R, Tokunaga M, Utsunomiya A, Umekita K, Hashikura Y, Nosaka K, Koh K-R, Nakamura H, Sagara Y, Sobata R, Satake M, Nagata K, Hasegawa Y, Sasaki D, Hasegawa H, Sato T, Yamano Y, Hiraga K, Tezuka K, Ikebe E, Matsuoka S, Okuma K, Watanabe T, Miura K, Hamaguchi I.
  • 雑誌名: Microbiology Spectrum 巻: 11 号: 6 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1128/spectrum.02078-23
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term safety and efficacy of mogamulizumab (anti-CCR4) for treating virus-associated myelopathy (2023)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Yamauchi J, Yagishita N, Araya N, Takao N, Ohta Y, Inoue E, Takahashi M, Yamagishi M, Suzuki Y, Uchimaru K, Matsumoto N, Hasegawa Y, Yamano Y.
  • 雑誌名: Brain 巻: in press 号: 8 ページ: 3181-3191
  • DOI: 10.1093/brain/awad139
  • 査読あり
• [雑誌論文] EZH1/2 dual inhibitors suppress HTLV-1-infected cell proliferation and hyperimmune response in HTLV-1-associated myelopathy (2023)
  • 著者名/発表者名: Koseki Akihito、Araya Natsumi、Yamagishi Makoto、Yamauchi Junji、Yagishita Naoko、Takao Naoki、Takahashi Katsunori、Kunitomo Yasuo、Honma Daisuke、Araki Kazushi、Uchimaru Kaoru、Sato Tomoo、Yamano Yoshihisa
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 14 ページ: 1175762-1175762
  • DOI: 10.3389/fmicb.2023.1175762
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HTLV-1関連脊髄症（HAM）診療ガイドライン2019」の活用実態および内容の評価に関する全国アンケート調査 (2023)
  • 著者名/発表者名: 鷹尾直誠, 佐藤知雄, 山内淳司, 八木下尚子, 堀部恵梨佳, 山野嘉久.
  • 雑誌名: 臨床神経学 巻: 63(7) ページ: 433-440
• [学会発表] HTLV-1感染における新しいクロナリティー検査 (RAISING法) (2023)
  • 著者名/発表者名: 佐藤知雄.
  • 学会等名: 第70回日本臨床検査医学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] HTLV-1感染細胞に起因したHAMの神経障害機構 (2023)
  • 著者名/発表者名: 新谷奈津美, 山岸誠, 清原和裕, 浅原尚美, 中島誠, 荒谷聡子, 八木下尚子, 内丸薫, 佐藤知雄, 山野嘉久.
  • 学会等名: 第9回日本HTLV-1学会学術集会
• [学会発表] HAM における HTLV-1 感染細胞に対する EZH1/2 二重阻害剤の増殖抑制効果 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小関昭仁, 新谷奈津美, 山岸誠, 山内淳司, 八木下尚子, 鷹尾直誠, 高橋克典, 國友康夫, 本間大輔, 荒木一司, 内丸薫, 佐藤知雄, 山野嘉久.
  • 学会等名: 第9回日本HTLV-1学会学術集会
• [学会発表] HLA-A24 拘束性の異なる Tax エピトープを認識する特異的 TCR の解析. (2023)
  • 著者名/発表者名: 菅田謙治, ジェックヤン タン, 高鳥光徳, ベラル ホサイン, サムイル ラジブ, オムニア レダ, 徳永雅仁, 野村隼也, 増田曜章, 中島誠, 佐藤知雄, 植田光晴, 宇都宮 與, 山野 嘉久, 佐藤賢文.
  • 学会等名: 第9回日本HTLV-1学会学術集会
• [学会発表] HTLV-1 キャリア電話相談の利用状況報告 (2023)
  • 著者名/発表者名: 堀部恵梨佳, 相良康子, 佐藤知雄, 八木下尚子, 渡邉俊樹, 山野嘉久.
  • 学会等名: 第9回日本HTLV-1学会学術集会
• [学会発表] HTLV-1 感染者のオンライン相談に関する意向調査 (2023)
  • 著者名/発表者名: 堀部恵梨佳, 相良康子, 佐藤知雄, 八木下尚子, 渡邉俊樹, 山野嘉久.
  • 学会等名: 第9回日本HTLV-1学会学術集会
• [学会発表] 「HTLV-1キャリア診療ガイドライン」作成の取り組み (2023)
  • 著者名/発表者名: 佐藤知雄, 堀部恵梨佳, 岩永正子, 岡山昭彦, 相良康子, 三浦清徳, 内丸薫, 山野嘉久, 渡邉俊樹.
  • 学会等名: 第9回日本HTLV-1学会学術集会
• [学会発表] HTLV-1関連脊髄症におけるウイルス感染細胞に起因した神経障害機構の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 新谷奈津美, 山岸誠, 清原和裕, 浅原尚美, 中島誠, 荒谷聡子, 八木下尚子, 内丸薫, 佐藤知雄, 山野嘉久.
  • 学会等名: 第27回日本神経感染症学会総会・学術大会
• [学会発表] EZH1/2二重阻害剤はHTLV-1関連脊髄症におけるHTLV-1感染細胞の増殖と過剰免疫応答を抑制する (2023)
  • 著者名/発表者名: 小関昭仁, 新谷奈津美, 山岸誠, 山内淳司, 八木下尚子, 本間大輔, 荒木一司, 内丸薫, 佐藤知雄, 山野嘉久.
  • 学会等名: 第27回日本神経感染症学会総会・学術大会
• [図書] ANNUAL Review 神経2023 (2023)
  • 著者名/発表者名: 鷹尾直誠, 佐藤知雄, 山野嘉久.
  • 総ページ数: 340
  • 出版者: 中外医学社
• [備考] 聖マリアンナ医科大学 難病治療研究センター
  • URL: https://nanchiken.jp/