CALR変異幹細胞の増幅機構及び変異体の機能モチーフを標的とした骨髄線維症の制御

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K08819
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 幣 光太郎 宮崎大学, 医学部, 助教 (20468028)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 骨髄増殖性腫瘍 / 原発性骨髄線維症 / 造血幹細胞

研究実績の概要

本研究では、原発性骨髄線維症のドライバー変異であるcalreticulin(CALR)の変異を研究対象として、「CALR変異造血幹細胞(hematopietic stem cells:HSCs)のクローン拡大機序」、「CALR変異蛋白による増殖シグナル活性化機序」を解明する。
世界初の血球細胞特異的Calrノックアウトを作出し、造血におけるCalrの役割について明らかにした。更に、CALR変異HSCsのクローン拡大機序に関して、同ノックアウトマウスの解析結果から、Calr遺伝子のヘテロ欠損がHSCsの競合再構築能を亢進させること、そしてCalrヘテロ欠損がCALR変異を有するHSCsのクローン拡大能を強化することを示し論文を発表した(Blood 2020)。現在、この知見を骨髄増殖性腫瘍の新規治療法の開発に結び付けていくために、CALRヘテロ欠損の臨床的意義について、マウスモデルを用いて、エピゲノム制御分子の遺伝子変異(以下エピゲノム変異)との協調作用の有無や、IFNαなどの治療薬への反応性への影響の解析を進めている。
CALR変異蛋白による増殖シグナル活性化機序に関しては、、CALR変異体タンパクについて様々なdeletion mutantを作成した。更に作成した変異体それぞれについて、STAT5レポーターアッセイによるin vitro増殖シグナル活性化能、レトロウイルスを用いた骨髄移植マウスモデルによるin vivo造腫瘍能、について評価を行った。その結果、変異アミノ酸配列の中から、in vitro増殖シグナル活性化に必要な部分、in vivo造腫瘍能に必要な部分を見出すことができた。これらの部分を標的化する研究を前年度に引き続き進めている。

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

CALR変異造血幹細胞(hematopietic stem cells:HSCs)のクローン拡大機序に関して、マウスモデルを用いてCalr遺伝子のヘテロ欠損がHSCsの競合再構築能を亢進させること、そしてCalrヘテロ欠損がCALR変異をHSCsのクローン拡大能を強化することを示すことができた。そこからの発展研究も順調に進展している。
CALR変異蛋白による増殖シグナル活性化機序に関しても、計画に沿い実験が進んでいる。

今後の研究の推進方策

CALR変異造血幹細胞(hematopietic stem cells:HSCs)のクローン拡大機序に関しては、初年度の結果を踏まえ、HSCs分画のRNAseq解析の結果や、現在行っているCALRヘテロ欠損の臨床的意義の解析実験の結果を踏まえ、HSCsクローン拡大に寄与するpathwayの治療標的化を目的とした実験へと進んでいく。
CALR変異蛋白による増殖シグナル活性化機序に関しては、変異タンパクについて、in vitroの増殖シグナル活性化能の維持に必要な部分と、in vivo造腫瘍能の維持に必要な部分は一致していないことがわかった。引き続き、初年度に同定したin vivo造腫瘍能に必須な部分について、その機能の解明や、機能抑制についての検討を進めていく。

研究成果

• [雑誌論文] Calreticulin haploinsufficiency augments stem cell activity and is required for onset of myeloproliferative neoplasms (2020)
  • 著者名/発表者名: Shide Kotaro、Kameda Takuro、Kamiunten Ayako、Ozono Yoshinori、Tahira Yuki、Yokomizo-Nakano Takako、Kubota Sho、Ono Masaya、Ikeda Kazuhiko、Sekine Masaaki、Akizuki Keiichi、Nakamura Kenichi、Hidaka Tomonori、Kubuki Yoko、Iwakiri Hisayoshi、Hasuike Satoru、Nagata Kenji、Sashida Goro、Shimoda Kazuya
  • 雑誌名: Blood 巻: 136 ページ: 106-118
  • DOI: 10.1182/blood.2019003358
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neoplastic fibrocytes play an essential role in bone marrow fibrosis in Jak2V617F-induced primary myelofibrosis mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Ozono Yoshinori、Shide Kotaro、Kameda Takuro、Kamiunten Ayako、Tahira Yuki、Sekine Masaaki、Akizuki Keiichi、Nakamura Kenichi、Iwakiri Hisayoshi、Sueta Mitsue、Hidaka Tomonori、Kubuki Yoko、Yamamoto Shojiro、Hasuike Satoru、Sawaguchi Akira、Nagata Kenji、Shimoda Kazuya
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 35 ページ: 454-467
  • DOI: 10.1038/s41375-020-0880-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] マウスモデルを用いた骨髄増殖性腫瘍発症機構の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 幣 光太郎
  • 雑誌名: サイトメトリーリサーチ 巻: 30 ページ: 15-20
  • DOI: 10.18947/cytometryresearch.30.2_15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] JAK2-negative acute monocytic leukemia with TET2 mutation in essential thrombocythemia with JAK2 mutation with literature review (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara Toshie、Kawauchi Kiyotaka、Ono Takuya、Marshall Shoko、Shide Kotaro、Shimoda Kazuya、Mori Naoki、Sakura Hiroshi
  • 雑誌名: Leukemia Research Reports 巻: 13 ページ: 100194～100194
  • DOI: 10.1016/j.lrr.2019.100194
• [学会発表] はじめての血液学2 、血球増加症へのアプローチ (2020)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shide
  • 学会等名: The 82th Annual Meeting of the Japanese society of Hematology, SN-2, Kyoto JAPAN (WEB開催), Oct 10.2020 (教育講演)
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanism of enhanced IL1α production induced by JAK2V617F (2020)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shide，Ayako Kamiunten，Yoshinori Ozono，Takuro Kameda，Yuki Tahira，Keiichi Akizuki，Masaaki Sekine，Tomonori Hidaka，Yoko Kubuki，Kazuya Shimoda
  • 学会等名: The 82th Annual Meeting of the Japanese society of Hematology, OS-25-5, Kyoto JAPAN (WEB開催), Oct 10.2020 (口演)
• [学会発表] Myeloproliferative neoplasm (MPN) nephropathy in a Jak2V617F induced MPN mouse model (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tahira，Kotaro Shide，Yoshinori Ozono，Ayako Kamiunten，Takuro Kameda，Keiichi Akizuki，Masaaki Sekine，Tomonori Hidaka，Yoko Kubuki，Kazuya Shimoda
  • 学会等名: The 82th Annual Meeting of the Japanese society of Hematology, PS-12-6, Kyoto JAPAN (WEB開催), Oct 10.2020 (ポスター)
• [学会発表] SRSF2, U2AF1, and IDH mutations in patients with myeloproliferative neoplasms (MPNs) in Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogawa S, Shide K, Kamiunten A, Kubuki Y, Takeuchi M, Matsue K, Shimomura T, Suzushima H, Kawano N, Yamashita K, Yasumi M, Karasuno T, Imataki O, Kadowaki N, Yonezawa A, Otsuka E, Hidaka T, Kameda T, Akizuki K, Sekine M, Tahira Y, Shimoda K
  • 学会等名: The 82th Annual Meeting of the Japanese society of Hematology, OS-27-4, Kyoto JAPAN (WEB開催), Oct 10.2020 (口演)
• [学会発表] A case of 5q deletion syndrome with CALR mutation (2020)
  • 著者名/発表者名: Shiho Fujiwara，Kotaro Shide，Kazuya Shimoda，Nobuyuki Arima，Yukiko Kimura，Yuko Watanabe，Taizo Shimomura，Hitoshi Suzushima
  • 学会等名: The 82th Annual Meeting of the Japanese society of Hematology, PS-15-10, Kyoto JAPAN (WEB開催), Oct 10.2020 (ポスター)
• [学会発表] Clonal Hematopoiesis With JAK2V617F Promotes Pulmonary Hypertension Through ALK1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kirishima, Tomofumi Misaka, Tetsuro Yokokawa, Kento Wada, Koki Ueda, Koichi Sugimoto, Keiji Minakawa, Kazuhiko Nakazato, Takafumi Ishida, Motohiko Oshima, Shuhei Koide, Kotaro Shide, Kazuya Shimoda, Atsushi Iwama, Kazuhiko Ikeda, Yasuchika Takeishi
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Session 2020, abstract 12873
  • 国際学会