T細胞性腫瘍におけるIRF4転写因子発現の統合的解析とCAR-T細胞療法への応用

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02775
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中川 雅夫 北海道大学, 医学研究院, 助教 (80435859)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: T細胞性リンパ腫 / ATLL / IRF4

研究実績の概要

目的１）成人T細胞性白血病リンパ腫におけるIRF4の恒常的高発現が維持される分子メカニズムの解明とその制御方法の開発
・　CRISPRゲノムワイド遺伝子ノックアウトによるIRF4蛋白発現スクリーニング：　成人T細胞性白血病リンパ腫患者由来細胞株に対して19,114遺伝子を標的としたsgRNAライブラリーをレンチウイルスで感染させ、フローサイトメーターでIRF4低発現分画をソートする。ソート前と比較してソート後に増加した細胞でノックアウトされていた遺伝子を同定する計画で、この予備実験を終えた。
・　化合物ライブラリーによるIRF4蛋白発現スクリーニング: IRF4発現変化の検出系として、フローサイトメーターを用いたHigh throughput screening (HTS)の系を確立した。北大化合物ライブラリー（約3000個の既存薬を搭載）の中から、成人T細胞性白血病リンパ腫患者由来細胞株のIRF4発現低下をもたらす候補化合物を同定した。
・　機能的エンハンサー解析:成人T細胞性白血病リンパ腫細胞株と臨床検体のATACseqからIRF4遺伝子座周辺のopen chromatin領域の解析を進めた。
目的２）T細胞性腫瘍全体におけるIRF4恒常的発現異常の分布と頻度
・　組織マイクロアレイ作成：北日本血液研究会(http://www.njhsg.com)と連携し、T細胞性腫瘍の組織マイクロアレイを作成した。

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

CRISPRゲノムワイド遺伝子ノックアウトによるIRF4蛋白発現スクリーニングは予備実験段階で、やや遅れている。化合物ライブラリーによるIRF4蛋白発現スクリーニングについては、検出系を確立し、北大化合物ライブラリーでの一次スクリーニングからすでに候補化合物を同定しており、順調に進んでいる。成人T細胞性白血病リンパ腫細胞株と臨床検体のATACseq解析も順調に進行している。T細胞性リンパ腫203症例を搭載した組織マイクロアレイはすでに完成し、さらに一部免疫染色にも着手できており、当初の計画以上に進んでいる。以上、研究全体としては順調に進行している。

今後の研究の推進方策

CRISPRゲノムワイド遺伝子ノックアウトによるIRF4蛋白発現スクリーニングは本実験に進む。化合物ライブラリーによるIRF4蛋白発現スクリーニングについては、北大化合物ライブラリー（3000個の既存薬を搭載）を用いた一次スクリーニングが終了したので、二次スクリーニングに進む。IRF4発現に寄与する機能的エンハンサーを同定するため、成人T細胞性白血病リンパ腫細胞株と臨床検体のATACseqから同定したIRF4遺伝子座周辺の共通open chromatin領域に対してsgRNAをタイリングするようにデザインしたカスタムレンチウイルスライブラリーを作成し、IRF4低発現を起こすエンハンサー領域を同定する。作成した組織マイクロアレイを用いてIRF4およびその他関連分子の免疫組織染色を行う。IRF4機能を低下させる候補分子や化合物に対して、CAR-T細胞の機能変化を検討する。

研究成果

• [国際共同研究] National Cancer Institute, NIH/Fox Chase Cancer Center(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: National Cancer Institute, NIH/Fox Chase Cancer Center
• [雑誌論文] Gilteritinib enhances graft-versus-leukemia effects against FLT3-ITD mutant leukemia after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (2022)
  • 著者名/発表者名: Zhang Zixuan、Hasegawa Yuta、Hashimoto Daigo、Senjo Hajime、Kikuchi Ryo、Chen Xuanzhong、Yoneda Kazuki、Sekiguchi Tomoko、Kawase Tatsuya、Tsuzuki Hirofumi、Ishio Takashi、Ara Takahide、Ohigashi Hiroyuki、Nakagawa Masao、Teshima Takanori
  • 雑誌名: Bone Marrow Transplantation 巻: 57 ページ: 775～780
  • DOI: 10.1038/s41409-022-01619-4
• [雑誌論文] Genome-wide CRISPR screen identifies CDK6 as a therapeutic target in adult T-cell leukemia/lymphoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishio T, Kumar S, Shimono J, Daenthanasanmak A, Dubois S, Lin Y, Bryant B, Petrus MN, Bachy E, Huang DW, Yang Y, Green PL, Hasegawa H, Maeda M, Goto H, Endo T, Yokota T, Hatanaka KC, Hatanaka Y, Tanaka S, Matsuno Y, Yang Y, Hashino S, Teshima T, Waldmann TA, Staudt LM, Nakagawa M.
  • 雑誌名: Blood 巻: 139 ページ: 1541～1556
  • DOI: 10.1182/blood.2021012734
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Whole-genome CRISPR library screens identify CD48 as an essential molecule in adult T-cell leukemia/lymphoma for defining susceptibility to natural killer cell-mediated cytotoxicity (2021)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Chiba, Joji Shimono, Takashi Ishio, Hideki Goto, Satoshi Hashino, Takanori Teshima, Masao Nakagawa
  • 学会等名: The European Hematology Association （EHA） 2021 Virtual Congress
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR screen identifies CD48 as a key molecule for evasion from NK cell surveillance in PTCL (2021)
  • 著者名/発表者名: 千葉雅尋, 下埜城嗣, 石尾 崇, 須藤啓斗, 後藤秀樹, 橋野 聡, 豊嶋崇徳, 中川雅夫
  • 学会等名: 第83回日本血液学会学術集会
• [図書] 血液内科 第84巻第3号 未分化大細胞リンパ腫の病態と治療の考え方 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中川 雅夫
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 科学評論社
• [備考] 北海道大学大学院医学研究院 血液内科学教室 リンパ系腫瘍グループ
  • URL: http://www.hokudai-hematology.jp/medical/basic-research/index3.html