正常造血および造血器腫瘍におけるクロマチン修飾因子の翻訳後修飾が果たす役割の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19J01570
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 浅田 修平 東京女子医科大学, 実験動物研究所, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2019-04-25 – 2022-03-31
• キーワード: ASXL1 / CDK1/2 / リン酸化

研究実績の概要

A-1) 正常造血における野生型ASXL1のリン酸化が及ぼす影響の解析
野生型ASXL1の主要なリン酸化部位である503番目のセリン残基(S503)の正常造血に及ぼす影響を調べるべく、ヒトASXL1S503に相当するマウスAsxl1のS500をアラニンに置換したノックインマウス(Asxl1-S500A-KIマウス)の作製(ヘテロノックインマウス)に成功したため、今後解析のために必要なマウスの交配を行なっている。
A-2) 骨髄性腫瘍における変異型ASXL1のリン酸化が及ぼす影響の解析
ASXL1の主要なリン酸化部位であるS503残基はCDK1/2によってリン酸化されることを突き止めた。質量分析同定された変異型ASXL1のリン酸化部位のうち、CDKによるリン酸化モチーフ部位を計６箇所認めたため、これらの残基を全てをアラニンに置換した変異体ASXL1-MT-6Aを作成したところ、この非リン酸化変異体は生化学的にはASXL1-MTより安定化し、生理学的には活性型変異体であることを突き止めた。また、ASXL1-MTの発現は、CDK1/2阻害薬に耐性を誘導することを明らかにした。
B) 翻訳後修飾を標的とした治療抵抗性造血器腫瘍の新たな治療法の開発
治療抵抗細胞あるいは治療感受性細胞において、遺伝子発現が有意に上昇あるいは低下するクロマチン修飾因子および翻訳後修飾に関与する酵素の同定を目的として、まずはin vitroによる治療抵抗性モデルの構築を進めた。MDS/AMLに対する治療薬であるDNAメチル基転移酵素阻害薬およびヒストン脱アセチル化阻害薬をMDS/AML細胞にin vitroにて添加し、CRISPRシステムによるスクリーニングを施行したところ、ヒットしたエピゲノム因子が認められたため、妥当性の評価を今後行う予定である。

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

A-1) 正常造血における野生型ASXL1のリン酸化が及ぼす影響の解析
目的としていたノックインマウス(Asxl1-S500A-KIマウス)の作製に成功し、解析のため、ホモノックイン、ヘテロノックインを作成すべく、マウスの交配を進めている。
A-2) 骨髄性腫瘍における変異型ASXL1のリン酸化が及ぼす影響の解析を行い、非リン酸化ASXL1-MT-6Aは活性型変異体であること、それはユビキチン化による分解を免れる点であることを明らかにした点で順調に進展したと考えられる。
B) 翻訳後修飾を標的とした治療抵抗性造血器腫瘍の新たな治療法の開発
目的としていたin vitroによる治療抵抗性モデルの構築し、スクリーニングの結果からクロマチン修飾因子を含む複数の候補遺伝子を同定できた点で順調に進展したと考えられる。

今後の研究の推進方策

A-1) 正常造血における野生型ASXL1のリン酸化が及ぼす影響の解析
作製したノックインマウス(Asxl1-S500A-KIマウス)の表現型の解析を行う。
A-2) 骨髄性腫瘍における変異型ASXL1のリン酸化が及ぼす影響の解析
変異型ASXL1のリン酸化が及ぼす分子機構について、データをまとめ、論文投稿を行う。
B) 翻訳後修飾を標的とした治療抵抗性造血器腫瘍の新たな治療法の開発
in vitroによる治療抵抗性モデルを用いたCRISPRスクリーニングの結果の妥当性の評価を行う。

研究成果

• [国際共同研究] Taussig Cancer Institute/Cleveland Clinic/Memorial Sloan-Kettering Cancer Center(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Taussig Cancer Institute/Cleveland Clinic/Memorial Sloan-Kettering Cancer Center
• [雑誌論文] Mutant ASXL1 induces age-related expansion of phenotypic hematopoietic stem cells through activation of Akt/mTOR pathway (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujino T, Goyama S, Sugiura Y, Inoue D, Asada S, Yamasaki S, Matsumoto A, Yamaguchi K, Isobe Y, Tsuchiya A, Shikata S, Sato N, Morinaga H, Fukuyama T, Tanaka Y, Fukushima T, Takeda R, Yamamoto K, Honda H, Nishimura E, Furukawa Y, Shibata T, Abdel-Wahab O, Suematsu M, Kitamura T
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 1826
  • DOI: 10.1038/s41467-021-22053-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] HHEX promotes myeloid transformation in cooperation with mutant ASXL1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeda R*, Asada S*#, Park S-J, Yokoyama A, Becker HJ, Kanai A, Visconte V, Hershberger C, Hayashi Y, Yonezawa, T, Tamura M, Fukushima T, Tanaka Y, Fukuyama T, Matsumoto A, Yamasaki S, Nakai K, Yamazaki S, Inaba T, Shibata T, Inoue D, Honda H, Goyama S, Maciejewski JP, and Kitamura T#.
  • 雑誌名: Blood 巻: 136 ページ: 1670-1684
  • DOI: 10.1182/blood.2019004613
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 変異型ASXL1/BAP1複合体が骨髄性白血病を促進する分子メカニズム (2020)
  • 著者名/発表者名: 浅田 修平
  • 雑誌名: 臨床血液 巻: 61 ページ: 392～405
  • DOI: 10.11406/rinketsu.61.392
  • 査読あり