ミトコンドリア選択的オートファジー障害による先天性溶血性貧血の病態解析

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K10041
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 菅野 仁 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70221207)
• 研究分担者: 小原 洋志 東京大学, 医科学研究所, 特任講師 (40528733) [辞退]
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 赤血球分化 / 細胞周期 / 転写因子 / 先天性赤血球形成異常性貧血 / 赤血球膜タンパク質 / 赤血球酵素

研究実績の概要

赤血球分化成熟を制御する転写因子KLF1は、赤芽球系細胞において細胞周期制御遺伝子の発現を微調整する重要な機能を有していて、最終分化と脱核の制御にも関与している。先天性赤血球形成異常性貧血（CDA）IV型は、KLF1の2番目のZnフィンガーのヘテロ接合変異によって引き起こされる（c.973G> A、p.E325K）事が海外の症例で報告されていた。我々は最近、同一のミスセンス変異を有するIV型CDAの日本人女性患者を診断した。KLF1変異によって引き起こされる赤血球形成異常のメカニズムを理解するために、我々はCDA患者からiPS細胞（KLF1-iPSC）を生成した。 KLF1-iPSCからin vitro分化誘導した赤芽球系細胞(KLF1-Ebl)は患者骨髄中赤芽球と同様の多核を示し、CD44発現低下、およびKLF1標的遺伝子発現の調節異常を示した。さらに、KLF1-Eblによるブロモデオキシウリジンの取り込みは、CD235a +/ CD71+段階で有意に減少し、マイクロアレイ分析は、CDKN2CおよびCDKN2Aなどの負の調節因子の発現の増加と共に、種々の細胞周期調節遺伝子に発現異常を認めた。KLF1_E325Kの誘導性発現はKLF1-EblにおいてG1期で細胞周期停止を引き起こした。KLF1-Ebl網羅的遺伝子発現レベルの解析では、EPB41、EPB42、GPI、GSRなど複数のKLF1標的遺伝子の発現低下が明らかになった。我々のデータは、KLF1のE325K変異が赤血球膜または酵素異常と関連して細胞周期調節因子の転写制御の破綻と関連していることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ミトファジー関連遺伝子を含む先天性溶血性貧血関連74遺伝子パネルを用いた次世代シークエンシング解析を続けているが、今年度はミトファジー異常による新規の先天性溶血性貧血症例を診断することが出来ず、研究計画に提示したスクリーニング方法の見直しが必要と考えている。

今後の研究の推進方策

先天性溶血性貧血症例の生化学的解析は年80～90例解析しており、病型確定困難だった症例のうち同意を得られた症例についてミトファジー関連遺伝子10種（ULK1,BECN1,PIC3C3,AMBRA1,PRKAA1,ATG9A,TBC1D5,NIX,BNIP3,FUNDC1)について解析を進めると共に、フローサイトメーターを用いた成熟赤血球における残存ミトコンドリアの定量を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

フローサイトメーター故障による買い替えに時間を要し、研究期間延長を行った為

研究成果

• [雑誌論文] KLF1 mutation E325K induces cell cycle arrest in erythroid cells differentiated from congenital dyserythropoietic anemia patient-specific induced pluripotent stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohara Hiroshi、Ogura Hiromi、Doisaki Sayoko、Okuno Yusuke、Muramatsu Hideki、Abe Takaaki、Kurita Ryo、Miyamoto Shohei、Sakuma Tetsushi、Shiba Masayuki、Yamamoto Takashi、Ohga Shouichi、Yoshida Kenichi、Ogawa Seishi、Ito Etsuro、Kojima Seiji、Kanno Hitoshi、Tani Kenzaburo
  • 雑誌名: Experimental Hematology 巻: 73 ページ: 25～37.e8
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2019.03.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between SLCO1B1 rs4149056 and tegafur?uracil-induced hepatic dysfunction in breast cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamio Hidenori、Uchiyama Toshitaka、Kanno Hitoshi、Onoe Yoshiko、Saito Kayoko、Kameoka Shingo、Kamio Takako、Okamoto Takahiro
  • 雑誌名: Pharmacogenomics 巻: 20 ページ: 353～365
  • DOI: 10.2217/pgs-2018-0100
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 特集 新生児黄疸を再び考える 各論 先天性溶血性疾患 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小倉 浩美、菅野 仁
  • 雑誌名: 周産期医学 巻: 49 ページ: 211～216
• [雑誌論文] In vitro enhancement of ATP in human erythrocytes from a healthy subject and two patients with thalassemia and hemoglobinopathy.</b> (2018)
  • 著者名/発表者名: Kamatani Naoyuki、Furihata Kenichi、Taniguchi Atsuo、Fukuuchi Tomoko、Yamaoka Noriko、Kaneko Kiyoko、Kanno Hitoshi
  • 雑誌名: GOUT AND NUCLEIC ACID METABOLISM 巻: 42 ページ: 59～64
  • DOI: https://doi.org/10.6032/gnam.42.59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atypical erythroblastosis in a patient with Diamond?Blackfan anemia who developed del(20q) myelodysplasia (2018)
  • 著者名/発表者名: Sonoda Motoshi、Ishimura Masataka、Ichimiya Yuko、Terashi Eiko、Eguchi Katsuhide、Sakai Yasunari、Takada Hidetoshi、Hama Asahito、Kanno Hitoshi、Toki Tsutomu、Ito Etsuro、Ohga Shouichi
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 108 ページ: 228～231
  • DOI: 10.1007/s12185-018-2424-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] De Novo Mutations Activating Germline TP53 in an Inherited Bone-Marrow-Failure Syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Toki Tsutomu、Yoshida Kenichi、Wang RuNan、Okuno Yusuke、Kataoka Keisuke、Shiraishi Yuichi、Ohga Shouichi、Kuramitsu Madoka、Hamaguchi Isao、Ohara Akira、Kanno Hitoshi、Miyano Satoru、Kojima Seiji、Ishiguro Akira、Sugita Kanji、Kenmochi Naoya、Takahashi Satoru、Eto Koji、Ogawa Seishi、Ito Etsuro
  • 雑誌名: The American Journal of Human Genetics 巻: 103 ページ: 440～447
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2018.07.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Addressing the diagnostic gaps in pyruvate kinase deficiency: Consensus recommendations on the diagnosis of pyruvate kinase deficiency (2018)
  • 著者名/発表者名: Paola Bianchi, Elisa Fermo, Bertil Glader, Hitoshi Kanno, Archana Agarwal, Wilma Barcellini, Stefan Eber, James D. Hoyer, David J. Kuter, Serge Pissard, Eduard van Beers, Patrick G. Gallagher, David C. Rees, Richard van Wijk
  • 雑誌名: American Journal of Hematology 巻: 94 ページ: 149～161
  • DOI: 10.1002/ajh.25325
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Whole-exome analysis to detect congenital hemolytic anemia mimicking congenital dyserythropoietic anemia (2018)
  • 著者名/発表者名: Hamada Motoharu、Doisaki Sayoko、Okuno Yusuke、Muramatsu Hideki、Hama Asahito、Kawashima Nozomu、Narita Atsushi、Nishio Nobuhiro、Yoshida Kenichi、Kanno Hitoshi、Manabe Atsushi、Taga Takashi、Takahashi Yoshiyuki、Miyano Satoru、Ogawa Seishi、Kojima Seiji
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 108 ページ: 306～311
  • DOI: 10.1007/s12185-018-2482-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Worldwide study of hematopoietic allogeneic stem cell transplantation in pyruvate kinase deficiency (2018)
  • 著者名/発表者名: Van Straaten Stephanie、Bierings Marc、Bianchi Paola、Kanno Hitoshi、Smiers Frans、Raymakers Reinier、Yanez Lucrecia、Sevilla Julian、van Solinge Wouter、Segovia Jose Carlos、van Wijk Richard
  • 雑誌名: Haematologica 巻: 103 ページ: e82～e86
  • DOI: 10.3324/haematol.2017.177857
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] HbA1cが偽低値をしめしたエノラーゼ、異常症合併2型糖尿病の1例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井島廣子、古賀正史、杉山正悟、小倉浩美、菅野 仁、陣内秀昭
  • 雑誌名: Diabetes Journal 巻: 46 ページ: 30～34
  • 査読あり
• [雑誌論文] EFFICACY OF CELL-FREE AND CONCENTRATED ASCITES FOR AUTOLOGOUS ALBUMIN PRODUCTS (2018)
  • 著者名/発表者名: Utsugisawa Taiju、Kobayashi Ryosuke、Isoai Ayako、Onodera Hirokazu、Matsuno Yoshihiro、Kato Michio、Kanno Hitoshi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Transfusion and Cell Therapy 巻: 64 ページ: 631～640
  • DOI: https://doi.org/10.3925/jjtc.64.631
  • 査読あり
• [雑誌論文] 血球酵素とその異常. 特集 赤血球造血のメカニズムとその異常－最近の進歩― (2018)
  • 著者名/発表者名: 小倉 浩美、菅野 仁
  • 雑誌名: 血液フロンティア 巻: 28 ページ: 1333-1341
• [学会発表] 当院における血液製剤使用状況の実態に関する解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中林 恭子、岡本 好雄、槍澤 大樹、菅野 仁
  • 学会等名: 第66回日本輸血・細胞治療学会総会
• [学会発表] 胸水・腹水濾過濃縮静注法における遊離ヘモグロビン検査の重要性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 千野 峰子、小野 慎吾、松田 和樹、久保田 友晶、守谷 友美、及川 美幸、木下 明美、岡田 真一、青木 正弘、中林 恭子、岡本 好雄、今野 マユミ、槍澤 大樹、小林 博人、菅野 仁
  • 学会等名: 第66回日本輸血・細胞治療学会総会
• [学会発表] 自己活性化γδ型T細胞を用いたがん免疫療法の臨床研究支援 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高源 ゆみ、稲田 紹子、木下 明美、小林 博人、菅野 仁
  • 学会等名: 第66回日本輸血・細胞治療学会総会
• [学会発表] 液製剤使用実態調査で明らかになった血漿分画製剤の使用状況について (2018)
  • 著者名/発表者名: 菅野 仁
  • 学会等名: 第66回日本輸血・細胞治療学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] アンケート調査からみた日本のガンマグロブリン製剤使用実態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菅野 仁、岡本 好雄
  • 学会等名: 第66回日本輸血・細胞治療学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] アンケート調査から見た輸血後感染症検査の実施状況 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菅野 仁、岡本 好雄
  • 学会等名: 第66回日本輸血・細胞治療学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 血液製剤使用実態調査から分かること (2018)
  • 著者名/発表者名: 菅野 仁
  • 学会等名: 第66回日本輸血・細胞治療学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 新生児に重症黄疸と溶血性貧血を来した一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平形絢子、佐藤実紅、春日夏那子、橋本真理、田中健佑、水野隆久、河野美幸、須永康夫、田代雅彦、小倉浩美、菅野 仁
  • 学会等名: 日本小児科学会 群馬地方会
• [学会発表] Pyruvate kinase deficiency in Japan: A Summary of clinical feature, laboratory data and enzymatic diagnosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Taiju Utsugisawa, Toshiyuki Yamamoto, Hiromi Ogura, Takako Aoki, Yoshio Okamoto, Takahiro Kawakami, Shouichi Ohga, Akira Ohara, Etsuro Ito, Hitoshi Kanno.
  • 学会等名: The European Hematology Association
  • 国際学会
• [学会発表] 先天性溶血性貧血の秒型診断と治療～最近のトピックス (2018)
  • 著者名/発表者名: 菅野 仁
  • 学会等名: 第4回北陸小児血液研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 先天性溶血性貧血の疫学と病型診断 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菅野 仁
  • 学会等名: 第17回 日本新生児黄疸管理研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 健常人とサラセミア、異常ヘモグロビン血症患者から得た赤血球におけるATP増強 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鎌谷 直之、降旗 謙一、谷口 敦夫、福内 友子、山岡 法子、金子 希代子、菅野 仁
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第63回大会
• [学会発表] 乳児期の一過性溶血性貧血を呈するinfantile pyknocytosisの臨床像と検査所見 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小倉 浩美、青木 貴子、槍澤 大樹、岡本 好雄、川上 高弘、山本 俊至、大賀 正一、伊藤悦朗、菅野 仁
  • 学会等名: 第80回 日本血液学会
• [学会発表] 遺伝子パネルシークエンスにより脱水型遺伝性有口赤血球(DHSt)と診断し得た一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 青木 貴子、小倉 浩美、槍澤 大樹、山根 孝久、山本 俊至、菅野 仁
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第63回大会
• [学会発表] 先天性溶血性貧血診断における網羅的遺伝子検査の有用性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 槍澤 大樹、青木 貴子、小倉 浩美、岡本 好雄、川上 高弘、山根 孝久、山本 俊至、菅野 仁
  • 学会等名: 第80回 日本血液学会
• [学会発表] 冷蔵保存腹水によるCARTの安全性と有効性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本 好雄、槍澤 大樹、中林 恭子、千野 峰子、守屋 友美、松田 和樹、小林 博人、菅野 仁
  • 学会等名: 第39回日本アフェレシス学会学術大会
• [学会発表] 腹水由来γδ型T細胞を用いた癌免疫細胞療法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林 博人、阿部 結貴、槍澤 大樹、菅野 仁
  • 学会等名: 第39回日本アフェレシス学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 健常人とサラセミア、異常ヘモグロビン血症患者から得た赤血球におけるイノシンによるATP増強 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鎌谷直之、降旗謙一、谷口敦夫、福内友子、山岡法子、金子希代子 、菅野仁
  • 学会等名: 日本痛風・核酸代謝学会