骨髄異形成症候群（MDS）の病態解明と治療戦略

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H00537
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 北村 俊雄 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 名誉教授 (20282527)
• 研究分担者: 井上 大地 公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(副センター長・部長クラス) (80735746)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 骨髄異形成症候群 / MDS

研究実績の概要

MDS細胞由来エクソソームに含まれるmiRNAによるマウスMSCのオステオブラストへの分化阻害が、MDSにおける正常造血の抑制につながることを明らかにしていたが、今年度は別のMDSモデルマウス（Nup98-HoxD13トランスジェニックマウス）においてMDS細胞由来のmicroRNA、ヒトMDS患者の血清中のmicroRNAを調べ、これら３つのmicroRNA群の標的遺伝子群を比較して共通点を見いだした（Hayashi et al. Cell Rep, 2022）。 MDSにおいてはスプライシング因子変異が多く認められる。分担研究者の井上は、MDSで多く認められるSRSF2、SF3B1、U2AF1などスプライシング分子の変異の共通の標的遺伝子として幾つかの分子を同定し、今年度はそのうち膜蛋白質TM2D1について研究を行った。IL-3依存性BaF3細胞はTM2D1をノックダウンすることによって低濃度のIL-3に反応して増加するようになった。 現在、TM2D1のノックアウトマウスを作成して解析中である。
変異型ASXL1ノックインマウス(ASXL1-MT-KIマウス)は白血病を発症しやすい前白血病状態である。MDSにおいてASXL1変異はSTAG2変異やBCOR変異と併存することが多い。そこでASXL1-MT-KIマウスとSTAG2-KOマウスあるいはBCOR-KOマウスを交配した。ASXL1-MT-KI/SGAT2-KOは5ヶ月以降MDS様の疾患を発症する。その原因としてポリコーム制御されているプロモーターのヒストンK27me3のメチル化がASXL1-MTで低下し、STAG2-KOによって活性化エンハンサーがそのプロモーターに組み変わることによって下流の癌遺伝子が脱抑制することを明らかにした(論文投稿準備中)。

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

研究計画全体として順調に進んでいる。一部のプロジェクトでは難しいところで停滞している部分もあるが、思った以上に進展しているプロジェクトも多い。思った以上に難しく停滞している研究はMDS 幹細胞の同定のみである。それ以外のプロジェクトは予想以上の発展を見せているものが多く今後の研究成果が大きく期待できる。まず、ASXL1-MT-KI/STAG2-KOのMDSモデルマウスの解析はRNAseqに加えて、ATAC法やHiC法で詳細に行うことにより前述のような期待以上の明白な結果を得た。さらにこのマウスの血球減少は免疫抑制剤で改善するという予備的な実験結果を得ていたが、変異を有するT細胞が汎血球減少の原因となっているという意外な結果を得た。またこのT細胞のTCRが同一のものが多いことまで判明し、今後抗原を同定すればMDSと再生不良性貧血の移行モデルの解析が一段と進むことが期待できる。それ以外にASXL1の分解が細胞周期M期でおこる際にCDC20が関与していることを明らかにして論文リバイス中である（Asada et al.）。

今後の研究の推進方策

STAG2変異と同様にMDSにおいてASXL1変異と共存しやすいBCORについても研究を行い、STAG2/ASXL1変異とBCOR/ASXL1変異との異同について解析する。そのため、ASXL1-MT-KI/STAG2-KOのdouble mutant（AS-DM）マウスおよびASXL1-MT-KI/BCOR-KOのdouble mutant（AB-DM）マウスの解析を進める。AB-DMマウスではASXL1変異でH3K4me3、H3K27me3、H2AK119Ubがそれぞれ低下するが、そこにH2AK119をユビキチン化するPRC1複合体に関与するBCORの変異が加わることによってH2AK119Ubがさらに低下することは想像できるが、それ以外の併存効果も存在するか詳細に調べる。特にASXL1-MTが存在する造血幹細胞は正常造血幹細胞と比較して増殖は弱いのにSATG2やBCOR変異が加わると増殖性優位性を獲得できるかに焦点を絞って研究する。さらにMDS病態にいかなる意味を有するのかもAS-DMマウスとAB-DMマウスを比較しながら解析する。

研究成果

• [雑誌論文] CHIP‐associated mutant ASXL1 in blood cells promotes solid tumor progression (2022)
  • 著者名/発表者名: Liu Xiaoxiao、Sato Naru、Shimosato Yuko、Wang Teh‐Wei、Denda Tamami、Chang Yu‐Hsuan、Yabushita Tomohiro、Fujino Takeshi、Asada Shuhei、Tanaka Yosuke、Fukuyama Tomofusa、Enomoto Yutaka、Ota Yasunori、Sakamoto Takeharu、Kitamura Toshio、Goyama Susumu
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 113 ページ: 1182～1194
  • DOI: 10.1111/cas.15294
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via extracellular vesicles to suppress normal hematopoiesis (2022)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Yasutaka、Kawabata Kimihito C、Tanaka Yosuke、et al. Kunisaki Yuya、Fukuyama Tomofusa、Yokoyama Kazuaki、Uchida Tomoyuki、Hagihara Masao、Ohno Nobuhiro、Usuki Kensuke、Tojo Arinobu、Katayama Yoshio、Goyama Susumu、Arai Fumio、Tamura Tomohiko、Nagasawa Takashi、Ochiya Takahiro、Inoue Daichi、Kitamura Toshio
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 39 ページ: 110805～110805
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110805
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multi-omics analysis defines highly refractory RAS burdened immature subgroup of infant acute lymphoblastic leukemia (2022)
  • 著者名/発表者名: Isobe Tomoya、Takagi Masatoshi、Sato-Otsubo Aiko、Nishimura Akira、Nagae Genta、Yamagishi Chika、Tamura Moe、Tanaka Yosuke、Asada Shuhei、Takeda Reina、Tsuchiya Akiho、Wang Xiaonan、et al. Miyano Satoru、Kitamura Toshio、Goyama Susumu、Yokoyama Akihiko、Aburatani Hiroyuki、Ogawa Seishi、Takita Junko
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 ページ: 4501
  • DOI: 10.1038/s41467-022-32266-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanisms involved in hematopoietic stem cell aging (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujino Takeshi、Asada Shuhei、Goyama Susumu、Kitamura Toshio
  • 雑誌名: Cellular and Molecular Life Sciences 巻: 79 ページ: 473
  • DOI: 10.1007/s00018-022-04356-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] UBC9 inhibits myeloid differentiation in collaboration with AML1-MTG8 (2022)
  • 著者名/発表者名: Fukuyama Tomofusa、Kitamura Toshio、Kozu Tomoko
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 115 ページ: 686～693
  • DOI: 10.1007/s12185-022-03303-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RUNX1 Inhibition Using Lipid Nanoparticle-Mediated Silencing RNA Delivery as an Effective Treatment for Acute Leukemias (2022)
  • 著者名/発表者名: Iida Kohei、Tsuchiya Akiho、Tamura Moe、Yamamoto Keita、Kawata Shigehisa、Ishihara-Sugano Mitsuko、Kato Motohiro、Kitamura Toshio、Goyama Susumu
  • 雑誌名: Experimental Hematology 巻: 112-113 ページ: 1～8
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2022.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] IMPDH inhibition activates TLR‐VCAM1 pathway and suppresses the development of MLL‐fusion leukemia (2022)
  • 著者名/発表者名: Liu Xiaoxiao、Sato Naru、Yabushita Tomohiro、Li Jingmei、Jia Yuhan、Tamura Moe、Asada Shuhei、Fujino Takeshi、Fukushima Tsuyoshi、Yonezawa Taishi、Tanaka Yosuke、et al. O'Brien Eric、Mizukawa Benjamin、Mulloy James C、Sugiura Yuki、Takizawa Hitoshi、Shibata Takuma、Miyake Kensuke、Kitamura Toshio、Goyama Susumu
  • 雑誌名: EMBO Molecular Medicine 巻: 15 ページ: e15631
  • DOI: 10.15252/emmm.202115631
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Eliminating chronic myeloid leukemia stem cells by IRAK1/4 inhibitors (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Yosuke、Takeda Reina、Fukushima Tsuyoshi、Mikami Keiko、et al. Morishita Soji、Imai Misa、Nagata Masayoshi、Araki Marito、Takizawa Hitoshi、Fukuyama Tomofusa、Lamagna Chrystelle、Masuda Esteban S.、Ito Ryoji、Goyama Susumu、Komatsu Norio、Takaku Tomoiku、Kitamura Toshio
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 ページ: 271
  • DOI: 10.1038/s41467-021-27928-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 骨髄異形成症候群(MDS)細胞は miRNA を骨髄ニッチに送り込むことによって正常造血を抑制する:MDS における正常造血抑制機序の一例 (2023)
  • 著者名/発表者名: 北村 俊雄
  • 学会等名: 第7回日本骨免疫学会冬季学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Clonal hematopoiesis, inflammation and cardiovascular diseases (2023)
  • 著者名/発表者名: Toshio Kitamura
  • 学会等名: 2023 Normal/Malignant Hematopoiesis and Novel Therapies for Hematologic Malignancies Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR-dCas9 activation全ゲノムスクリーニング法による骨髄系腫瘍に対するDecitabineの作用機序の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 藪下 知宏、知念 拓実、西山 敦哉、南谷 泰仁、中西 真、北川 大樹、北村 俊雄、合山 進
  • 学会等名: 第40 回染色体ワークショップ、第21回核ダイナミクス研究会
• [学会発表] A novel G0 marker identifies leukemic stem cells of CML which could be targeted by PD1/PDL1 antibodies or an IRAK (2022)
  • 著者名/発表者名: Toshio Kitamura
  • 学会等名: 24th Annual John Goldman Conference on Chronic Myeloid Leukemia: Biology and Therapy
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] クローン性造血と造血器腫瘍 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北村 俊雄
  • 学会等名: 第22回日本抗加齢医学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] クローン性造血と動脈硬化の関係性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北村 俊雄
  • 学会等名: 第70回日本心臓病学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] ASXL1によるパラスペックル制御と白血病 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山本圭太、合山進、北村俊雄
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会
• [学会発表] In vivo CRISPR/Cas9ライブラリスクリーニングにより明らかとなった 急性骨髄性白血病におけるAtp2a2の腫瘍抑制因子としての役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 志村瑠香、北村俊雄、合山進
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Decitabine induces excessive DNA-DNMT1 crosslinks and perturbs faithful mitosis of myeloid tumors (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Yabushita, Shuhei Asada, Keita Yamamoto, Naru Sato, Yutaka Enomoto, Yosuke Tanaka, Tomofusa Fukuyama, Atsuya Nishiyama, Makoto Nakanishi, Toshio Kitamura, Susumu Goyama
  • 学会等名: The 84rd Annual Meeting of JSH
  • 国際学会
• [学会発表] MECOM症候群で認められる変異は、MECOMの転写活性化能及び造腫瘍性を喪失させる (2022)
  • 著者名/発表者名: 飯田孝平、山本圭太、浅田修平、北村俊雄、合山進
  • 学会等名: 第84回日本血液学会
• [学会発表] Mitotic Perturbation Is a Key Mechanism of Action of Decitabine in Myeloid Tumor Treatment (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Yabushita, Takumi Chinen, Atsuya Nishiyama, Shuhei Asada, Keita Yamamoto, Naru Sato, Yutaka Enomoto, osuke Tanaka, Keiko Katoh, Kaori Saitoh, Takamasa Ishikawa, Hitoshi Sato, Tomoyoshi Soga, Yasuhito Nannya, Makoto Nakanishi, Daiju Kitagawa, Toshio Kitamura, Susumu Goyama
  • 学会等名: 64th American Society of Hematology (ASH) Annual Meeting and Exposition New Orleans
  • 国際学会
• [学会発表] MECOM 症候群で認められる変異は、MECOM の転写活性化能及び造腫瘍性を喪失させる (2022)
  • 著者名/発表者名: 飯田孝平、山本圭太 、浅田修平 、北村俊雄 、合山進
  • 学会等名: 第27回造血器腫瘍研究会
• [学会発表] Identification of tumor regulators in myeloid neoplasms using in vivo CRISPR-Cas9 screening (2022)
  • 著者名/発表者名: Yu-Hsuan Chang, Takeshi Fujino,Toshio Kitamura, Susumu Goyama2
  • 学会等名: 第27回造血器腫瘍研究会