細胞腫瘍化を引き起こす変異型CALR蛋白質の細胞内蓄積メカニズムの解明

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K16127
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 木原 慶彦 順天堂大学, 医学部, 博士研究員 (70812999)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 造血器腫瘍 / 骨髄増殖性腫瘍 / calreticulin

研究実績の概要

骨髄増殖性腫瘍(myeloproliferative neoplasms: MPN)は、造血幹細胞に生じた遺伝子変異により、細胞ががん化することで発症する血液のがんである。MPNの予後は概ね良好であるが、骨髄線維症を発症する患者や急性白血病に転化する患者が存在し、これらの患者の予後は極めて悪い。しかし、MPNの根治は治療関連死のリスクのある造血幹細胞移植に限られている上に、年齢や全身状態などの理由により、実際に移植適応となる患者は極めて少ない。このため、MPNの発症メカニズムの解明とそれを標的として根治を目指す治療法の開発が求められている。そこで本研究では、MPN治療戦略の構築に必要な知見を得るために、MPNを引き起こす変異型CALR蛋白質の細胞内における蓄積制御メカニズムの解明を行っている。昨年度までの解析により、多くの変異型CALR蛋白質が細胞外に分泌されていることを明らかにした。しかし変異型CALR蛋白質の発現量は、細胞外への分泌を考慮しても、野生型CALR蛋白質の発現量に比べて著しく少ないことが示された。そこで本年度は、変異型CALR蛋白質の蓄積を抑制するメカニズムの解明に取り組んだ。その結果、野生型CALR蛋白質が細胞内の小胞体に多く蓄積しているのに対し、変異型CALR蛋白質は細胞内においてゴルジ体に主に蓄積していること、さらには変異型CALR蛋白質が細胞外に分泌された後、速やかに分解されることを見出した。さらに、この分解を司ると考えられるプロテアーゼに対する阻害剤を培地中に添加したところ、培地中に分泌される変異型CALR蛋白質の量が見かけ上増加した。今後は、変異型CALR蛋白質の細胞外における分解と、MPN発症の関連について解析を進めていく予定である。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

これまでに、変異型CALR蛋白質の細胞内蓄積を制御するメカニズムとして、細胞外への分泌経路が関与することを示し、分泌された蛋白質が速やかに分解されていることを明らかにした。本研究成果の論文化を行っていることから、研究は当初の計画以上に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

今後は、変異型CALR蛋白質の細胞外における分解と、MPN発症の関連について解析を進めていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

変異型CALR蛋白質の分解を見出したことから、研究計画を変更し、当初予定していた患者細胞における蓄積制御機構の解析を次年度に先送りしたため、未使用額が発生した。未使用額は、次年度に行う患者細胞における蓄積制御機構の解析に使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Mutant calreticulin interacts with MPL in the secretion pathway for activation on the cell surface (2020)
  • 著者名/発表者名: Masubuchi Nami, Araki Marito, Yang Yinjie, Hayashi Erina, Imai Misa, Edahiro Yoko, Hironaka Yumi, Mizukami Yoshihisa, Kihara Yoshihiko, Takei Hiraku, Nudejima Mai, Koike Masato, Ohsaka Akimichi, Komatsu Norio
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 34 ページ: 499-509
  • DOI: 10.1038/s41375-019-0564-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hlf marks the developmental pathway for hematopoietic stem cells but not for erythroid-myeloid progenitors (2019)
  • 著者名/発表者名: Yokomizo Tomomasa, Watanabe Naoki, Umemoto Terumasa, Matsuo Junichi, Harai Ryota, Kihara Yoshihiko, Nakamura Eri, Tada Norihiro, Sato Tomohiko, Takaku Tomoiku, Shimono Akihiko, Takizawa Hitoshi, Nakagata Naomi, Mori Seiichi, Kurokawa Mineo, Daniel G. Tenen, Osato Motomi, Suda Toshio, Komatsu Norio
  • 雑誌名: Journal of Experimental Medicine 巻: 216 ページ: 1599-1614
  • DOI: 10.1084/jem.20181399
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 抗TfR1抗体による真性多血症内因性赤芽球コロニーの形成阻害 (2019)
  • 著者名/発表者名: 木原 慶彦，増渕 菜弥，張 黎臨，荒木 真理人，小松 則夫
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会，東京
• [学会発表] 変異型calreticulin特異的配列によるゴルジ体への局在 (2019)
  • 著者名/発表者名: 水上 喜久，荒木 真理人，今井 美沙，林 英里奈，増渕 菜弥，楊 印杰，木原 慶彦，弘中 由美，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会，東京
• [学会発表] 変異型CALRはMPLと分泌経路で相互作用し細胞表面で活性化を引き起こす (2019)
  • 著者名/発表者名: 増渕 菜弥，荒木 真理人，楊 印杰，林 英里奈，今井 美沙，枝廣 陽子，弘中 由美，水上 喜久，木原 慶彦，小池 正人，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会，東京
• [学会発表] 変異型特異的配列による変異型CALRの細胞内局在の規定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 水上 喜久，荒木 真理人，今井 美沙，林 英里奈，増渕 菜弥，楊 印杰，木原 慶彦，弘中 由美，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会，東京
• [学会発表] 分泌経路における変異型分子シャペロンとサイトカイン受容体の会合による細胞の腫瘍化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 増渕 菜弥，荒木 真理人，木原 慶彦，楊 印杰，今井 美沙，水上 喜久，林 英里奈，弘中 由美，竹井 拓，枝廣 陽子，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会，東京
• [学会発表] calreticulin変異による骨髄増殖性腫瘍発症の分子メカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 荒木 真理人，楊 印杰，増渕 菜弥，林 英里奈，水上 喜久，木原 慶彦，今井 美沙，弘中 由美，橳島 麻衣，枝廣 陽子，大坂 顯通，小松 則夫
  • 学会等名: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会，東京
• [産業財産権] 切断型の変異型Ｃａｌｒｅｔｉｃｕｌｉｎに結合する抗体、及び骨髄増殖性腫瘍の診断、予防又は治療薬 (2020)
  • 発明者名: 荒木真理人、小松則夫、木原慶彦
  • 権利者名: 順天堂大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2020/008434
  • 外国