骨髄異形成症候群・白血病の発症におけるクローン進化の分子メカニズムの解析

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K16084
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 昆 彩奈 京都大学, 医学研究科, 助教 (20772403)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 骨髄異形成症候群 / 急性骨髄性白血病 / クローン進化 / RCAS/TVAシステム / マウスモデル / スプライシング因子

研究実績の概要

骨髄異形成症候群(MDS)および急性骨髄性白血病(AML)は、加齢に伴い造血幹細胞に遺伝子変異が蓄積して発症する腫瘍性疾患であり、高齢化に伴い患者数が増加している。遺伝子変異を獲得した造血幹細胞がクローン選択をうけて、MDS/AMLを発症する分子メカニズムの解明を目的として本研究を行った。
第一に、白血病融合遺伝子MLL-AF9を遺伝子導入したマウス造血前駆細胞を骨髄移植したマウスモデルを作成し、白血病細胞を繰り返し経代移植を行う各時点で、白血病細胞が有する遺伝子異常を全エクソン解析により検出することを通じて、クローン構成の変化を追跡した。継代移植を重ねるのにしたがって、白血病発症に至る期間の短縮と病勢の進行が認められ、その背景では、白血病細胞が複数の遺伝子変異を生じ、各クローン集団における遺伝的多様性の獲得に寄与したことを明らかとした。
第二に、白血病クローン進化過程を、骨髄移植を用いないより生理的な実験系でモデリングするために、Rcas/TVAシステムを用いて造血幹細胞特異的遺伝子導入モデル動物の作成を行った。白血病のドライバー遺伝子に対するshRNAを発現するウイルスベクターを経静脈的にマウスに感染させ、経時的に末梢血での蛍光マーカーを追跡することにより、遺伝子変異を導入した造血幹細胞がうけるクローン選択の変遷を解析した。
第三に、MDSで高頻度に変異をみとめるスプライシング因子の変異が造血幹前駆細胞クローンの選択をもたらす分子病態を解明するために、スプライシング変異(SRSF2およびU2AF1)をもつ細胞株およびマウスモデルの機能解析を行った。ゲノムワイドな機能的スクリーニングを行い、継代培養の過程で有意に濃縮した遺伝子群およびドロップアウトした遺伝子群から、クローン選択をもたらす標的候補遺伝子群の絞り込みを行った。今後は、当該標的分子の機能解析を計画している。

研究成果

• [雑誌論文] Clonal evolution of myelodysplastic syndromes (2020)
  • 著者名/発表者名: Ayana Kon
  • 雑誌名: Rinsho Ketsueki 巻: 61 ページ: 358～367
  • DOI: 10.11406/rinketsu.61.358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combined Cohesin RUNX1 Deficiency Synergistically Perturbs Chromatin Looping and Causes Myelodysplastic Syndromes (2020)
  • 著者名/発表者名: Ochi Y, Kon A, Sakata T, Nakagawa MM, Nakazawa N, et al.
  • 雑誌名: Cancer Discovery 巻: 10 ページ: 836～853
  • DOI: 10.1158/2159-8290.CD-19-0982
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clonal evolution of myeloid malignancies (2020)
  • 著者名/発表者名: Ayana Kon
  • 雑誌名: Rinsho Ketsueki 巻: 61 ページ: 1120～1129
  • DOI: 10.11406/rinketsu.61.1120
• [学会発表] The functional role of compound DDX41 germline and somatic R525H mutations in the development of myeloid neoplasms (2020)
  • 著者名/発表者名: Kon A, Nakagawa MM, Inagaki R, Kataoka K, Ochi Y, Makishima H, Nakayama M, Koseki H, Nannya Y, Ogawa S
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会
• [学会発表] The functional characterization of compound DDX41 germline and somatic R525H mutations in the development of myeloid malignancies (2020)
  • 著者名/発表者名: Kon A, Nakagawa MM, Inagaki R, Kataoka K, Ochi Y, Makishima H, Nakayama M, Koseki H, Nannya Y, Ogawa S
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Functional characterization of compound DDX41 germline and somatic R525H mutations in the development of myeloid malignancies (2020)
  • 著者名/発表者名: Kon A, Nakagawa MM, Inagaki R, Kataoka K, Ochi Y, Makishima H, Nakayama M, Koseki H, Nannya Y, Ogawa S
  • 学会等名: 62nd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 国際学会