マウスモデルによるATLL腫瘍形成メカニズムの解明と腫瘍幹細胞プロファイルの同定

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08715
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 亀田 拓郎 宮崎大学, 医学部, 助教 (30468029)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ATLL / HBZ / CARD11 / 癌 / シグナル伝達 / ウイルス

研究実績の概要

ATL腫瘍細胞で恒常的に発現しているウイルス遺伝子をCD4 T cellに導入したマウス(HBZ TG)、ATLで高頻度にみられるTCR-NFκBを活性化する機能獲得型変異をCD4 T cellに導入したマウス(CARD11(E626K)CD4-cre)、およびこれらの異常を組み合わせた二重異常TG(CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TG)について、表現型解析、および、RNAシークエンスなどの機能解析を行った。CARD11変異TGと二重異常TGではT-cellの肺浸潤(二重異常TGでより重度)、軽度のリンパ節腫大(CARD11変異 TG 73%、二重異常TG 81%)、生存短縮(CARD11変異TG 13.5カ月、二重変異TG 6.9カ月)を認め、これらのモデルマウスがATL病態を再現することを明らかにした。CD4 T cellのRNAシークエンス解析では、CARD11(E626K)CD4-creマウスではNFκB活性化が認められ、CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGではさらに強いNFκB活性化(特にATL検体に類似したnon canonical経路のNFκB活性化)が認められた。CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGでは単独の遺伝子異常のマウスと比較して、増殖に関連する多彩なgene setの発現がみられた。CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGではヒト急性型ATL検体でみられる異常なgene setの約8割が再現されており、TCR-NFκB経路分子の変異にともなうNFκB活性化とウイルス遺伝子HBZがATL分子病態の基盤を形成することが明らかとなった。また急性型ATLで認めるものの、CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGで再現されていない経路の1つとしてNOTCH signalingを同定した。

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

HBZ TG、CARD11(E626K)CD4-cre、CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGの各マウスの解析は順調である。CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGマウスでは、ATL検体と類似したTCR/NF-κB経路の活性化と、生後半年でのリンパ増殖性疾患の発症が観察され、また、CD4 T cellにおいてはヒトATL検体と類似した遺伝子発現異常が観察されたことから、ATLの基本的な分子病態の形成機序を実証できた。また急性型ATLで認めるものの、CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGで再現されていない経路の１つとしてNOTCH signalingを同定した。低リスクATL（慢性型やくすぶり型）から、高リスクATL（急性型やリンパ腫型）への進展に寄与する経路であることが示唆される。

今後の研究の推進方策

HBZ TG、CARD11(E626K)CD4-cre、CARD11(E626K)CD4-cre;HBZ TGの各マウスの解析を継続する。T cellの分画による遺伝子発現異常の差異を検討し、腫瘍幹細胞様分画が含まれる可能性がある分画を探索する。NF-κB family 転写因子（RelA, c-Rel, RelB）、ATLに特徴的な転写因子（IRF4, MYC）、NOTCH signalingなどの遺伝子異常や発現異常などは、高リスクATL（急性型やリンパ腫型）病態を維持する異常であると推測される。各マウスにおいて、これらの異常の差異を明らかにする。また、これらの異常のうち、どの経路を阻害すれば腫瘍の抑制につながるかを、種々の阻害剤を用いて、in vivo、in vitroで検討する。ATLLの効果的な治療標的を同定し、多くの患者に許容可能な治癒的治療法の開発を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Prognosis of Indolent Adult T-Cell Leukemia/Lymphoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Kameda T, Shide K, Tahira Y, Sekine M, Sato S, Ishizaki J, Takeuchi M, Akizuki K, Kamiunten A, Shimoda H, Toyama T, Maeda K, Yamashita K, Kawano N, Kawano H, Hidaka T, Yamaguchi H, Kubuki Y, Kitanaka A, Matsuoka H, Shimoda K.
  • 雑誌名: Viruses 巻: 14 ページ: 710～710
  • DOI: 10.3390/v14040710
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-genome landscape of adult T-cell leukemia/lymphoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Kogure Y, Kameda T, Koya J, Yoshimitsu M, Nosaka K, Yasunaga JI, Kakiuchi N, Hidaka M, Utsunomiya A, Sica RA, Acuna-Villaorduna A, Janakiram M, Shah UA, Ramos JC, Shibata T, Takeuchi K, Takaori-Kondo A, Miyazaki Y, Matsuoka M, Ishitsuka K, Shiraishi Y, Miyano S, Ogawa S, Ye BH, Shimoda K, Kataoka K.
  • 雑誌名: Blood 巻: 139 ページ: 967～982
  • DOI: 10.1182/blood.2021013568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Cell Analysis of the Multicellular Ecosystem in Viral Carcinogenesis by HTLV-1 (2021)
  • 著者名/発表者名: Koya J, Saito Y, Kameda T, Kogure Y, Yuasa M, Nagasaki J, McClure MB, Shingaki S, Tabata M, Tahira Y, Akizuki K, Kamiunten A, Sekine M, Shide K, Kubuki Y, Hidaka T, Kitanaka A, Nakano N, Utsunomiya A, Togashi Y, Ogawa S, Shimoda K, Kataoka K
  • 雑誌名: Blood Cancer Discovery 巻: 2 ページ: 450～467
  • DOI: 10.1158/2643-3230.BCD-21-0044
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Loss of EZH2 does not affect the severity of murine myeloproliferative neoplasms with CALR mutation (2021)
  • 著者名/発表者名: Ayako Kamiunten, Yuki Tahira，Keiichi Akizuki，Masaaki Sekine， Takuro Kameda，Kotaro Shide，Tomonori Hidaka，Yoko Kubuki， Kazuya Shimoda
  • 学会等名: 第83回日本血液学会学術集会
• [学会発表] CARD11E626K and HBZ form ATL-like gene expression profile and acceralate T-cell proliferation (2021)
  • 著者名/発表者名: Takuro Kameda, Yasunori Kogure，Takako Yokomizo， Ayako Kamiunten，Junji Koya，Kotaro Shide，Sho Kubota， Yuki Tahira，Keiichi Akizuki，Masaaki Sekine，Tomonori Hidaka， Yoko Kubuki，Daisuke Morishita，Akira Kitanaka，Goro Sashida， Keisuke Kataoka，Seishi Ogawa，Kazuya Shimoda
  • 学会等名: 第83回日本血液学会学術集会