好中球減少とB細胞欠損に共通する発症機構の解明に関する研究

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K07887
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 金兼 弘和 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座教授 (00293324)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 先天性免疫異常症 / 好中球減少症 / B細胞欠損症 / iPS細胞 / ノックインマウス

研究実績の概要

好中球減少症とB細胞欠損症はそれぞれ先天性免疫異常症でしばしばみられる免疫学的異常である。好中球とB細胞はそれぞれ骨髄系幹細胞ならびにリンパ球幹細胞から分化するため、好中球減少症とB細胞欠損症が同時にみられることはほとんどないと考えられる。しかし先天性免疫異常症ではまれに好中球減少症とB細胞欠損症がみられることがある。好中球減少症とB細胞欠損症に共通する分子病態を明らかにすることを本研究の目的とする。HYOU1欠損症は重症先天性好中球減少症の一型であるが、B細胞欠損症を伴う。そこでHYOU1欠損症の分子病態を明らかにすることによって本研究の目的が達せられると予想される。HYOU1欠損症はこれまでフィンランド人の1例でのみの報告がある（Haapaneimi EM. J Allergy Clin Immunol 2017）。今回は新奇HYOU1遺伝子を有する日本人患者を同定した。既報告では折り畳み不全蛋白と酸化還元反応の異常によって好中球減少症が生じると結論づけているが、B細胞欠損症の病態については未解決のままである。そこで正常iPS細胞にフィンランド人ならびに日本人患者由来のHYOU1遺伝子変異を導入し、好中球に分化させることによって、好中球減少のメカニズムを明らかにする。また患者由来iPS細胞を作成し、遺伝子修復も行い、比較検討しながら、同様の検討を行う。さらにiPS細胞からB細胞へ分化させることは困難であるため、HYOU1遺伝子変異を有するノックインマウスの作製も行う。

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

日本人とフィンランド人のHYOU1遺伝子変異（L469PとY231H）をそれぞれ正常iPS細胞にCRISP/Cas9システムを用いて遺伝子導入したところ、それぞれの患者由来iPSを作成することができた。これらのiPS細胞をさまざまなサイトカインを加えた特殊培地内で培養することによって好中球に分化させたところ、患者iPS由来好中球は健常者iPS由来好中球に比べて好中球に分化する細胞数が少なかった。形態的にアポトーシス様にみえたため、Caspase 3/7活性を調べたところ、アポトーシスが亢進していることが示された。
次に日本人患者から得られた末梢血からiPS細胞を作成した。この患者由来iPS細胞に対してCRISP/Cas9システムを用いて遺伝子修復を行った。患者由来ならびに遺伝子修復を行ったiPS細胞を前項と同様に培養し、好中球に分化させたところ、遺伝子修復したiPS細胞は健常者由来iPS細胞と同程度に好中球に分化させることができた。遺伝子修復したiPS細胞由来好中球は健常者と同様にアポトーシスがほとんど認めめられなかった。
マウスES細胞にCRISP/Cas9システムでHYOU1遺伝子変異をノックさせて、ノックインマウスの作製に行っている。

今後の研究の推進方策

これまでのiPS細胞を用いた研究からHYOU1欠損症における好中球減少症の病態としてアポトーシスの亢進を見出した。今後はHYOU1欠損症以外の重症先天性好中球減少症（ELANE、HAX1, SRP54など）の患者由来iPS細胞と比較検討することで、詳細な病態を明らかにする。
ノックインマウスを作製して、好中球ならびにB細胞の数や機能を正常マウスと比較することで、ヒトHYOU1欠損症のモデルマウスとしての妥当性を検討し、特にB細胞欠損症の分子病態をトランスクリプトームならびにプロテオーム解析も加えて詳細に解明する。

次年度使用額が生じた理由

iPS細胞ならびにノックインマウスの作製については主に共同研究施設にて行われていたため、予定より研究費の使用が少なく済んだ。本年度はオミクス解析など当該施設の研究を
推進する。

研究成果

• [国際共同研究] Oulu University Hospital/Helsinki University(フィンランド)
  • 国名: フィンランド
  • 外国機関名: Oulu University Hospital/Helsinki University
• [雑誌論文] A complementary approach for genetic diagnosis of inborn errors of immunity using proteogenomic analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakura F, Noma K, Asano T, Tanita K, Toyofuku E, Kato K, Tsumura M, Nihira H, Izawa K, Mitsui-Sekinaka K, Konno R, Kawashima Y, Mizoguchi Y, Karakawa S, Hayakawa S, Kawaguchi H, Imai K, Nonoyama S, Yasumi T, Ohnishi H, Kanegane H, Ohara O, Okada S
  • 雑誌名: PNAS Nexus 巻: 2 ページ: pgad104
  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgad104
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hematologically important mutations: Leukocyte adhesion deficiency (second update) (2023)
  • 著者名/発表者名: Roos D, van Leeuwen K, Madkaikar M, Kambli PM, Gupta M, Mathews V, Rawat A, Kuhns DB, Holland SM, de Boer M, Kanegane H, Parvaneh N, Lorenz M, Schwarz K, Klein C, Sherkat R, Jafari M, Wolach B, den Dunnen JT, Kuijpers TW, Koker MY
  • 雑誌名: Blood Cells Mol Dis 巻: 99 ページ: 102726
  • DOI: 10.1016/j.bcmd.2023.102726
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical and Genetic Characterization of Patients with Artemis Deficiency in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Miyamoto S, Tomomasa D, Adachi E, Azumi S, Horikoshi Y, Ishihara T, Osone S, Kawahara Y, Kudo K, Kato Z, Ohnishi H, Kashimada K, Imai K, Ohara O, van Zelm MC, Cowan MJ, Morio T, Kanegane H
  • 雑誌名: J Clin Immunol 巻: 43 ページ: 585-594
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01405-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Novel STAT1 Variants in Japanese Patients with Isolated Mendelian Susceptibility to Mycobacterial Diseases (2023)
  • 著者名/発表者名: Ono R, Tsumura M, Shima S, Matsuda Y, Gotoh K, Miyata Y, Yoto Y, Tomomasa D, Utsumi T, Ohnishi H, Kato Z, Ishiwada N, Ishikawa A, Wada T, Uhara H, Nishikomori R, Hasegawa D, Okada S, Kanegane H
  • 雑誌名: J Clin Immunol 巻: 43 ページ: 466-478
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01396-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recurrent tandem duplication of UNC13D in familial hemophagocytic lymphohistiocytosis type 3 (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomomasa D, Hiejima E, Miyamoto T, Tanita K, Matsuoka M, Niizato D, Mitsuiki N, Isoda T, Yasumi T, van Zelm MC, Morio T, Kanegane H
  • 雑誌名: Clin Immunol 巻: 242 ページ: 109104
  • DOI: 10.1016/j.clim.2022.109104
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Disease Progression of WHIM Syndrome in an International Cohort of 66 Pediatric and Adult Patients (2022)
  • 著者名/発表者名: Geier CB, Ellison M, Cruz R, Pawar S, Leiss-Piller A, Zmajkovicova K, et al
  • 雑誌名: J Clin Immunol 巻: 42 ページ: 1748-1765
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01312-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Neutralizing Type I Interferon Autoantibodies in Japanese Patients with Severe COVID-19 (2022)
  • 著者名/発表者名: Eto S, Nukui Y, Tsumura M, Nakagama Y, Kashimada K, Mizoguchi Y, Utsumi T, Taniguchi M, Sakura F, Noma K, Yoshida Y, Ohshimo S, Nagashima S, Okamoto K, Endo A, Imai K, Kanegane H, Ohnishi H, Hirata S, Sugiyama E, Shime N, Ito M, Ohge H, Kido Y, Bastard P, Casanova JL, Ohara O, Tanaka J, Morio T, Okada S
  • 雑誌名: J Clin Immunol 巻: 42 ページ: 1360-1370
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01308-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Novel CEBPE Variant Causes Severe Infections and Profound Neutropenia (2022)
  • 著者名/発表者名: Banday AZ, Kaur A, Akagi T, Bhattarai D, Muraoka M, Dev D, Das J, Sachdeva MUS, Karmakar I, Arora K, Kaur G, Pandiarajan V, Jindal AK, Wada T, Koeffler HP, Suri D, Ahluwalia J, Kanegane H, Bhatia P, Rawat A, Singh S
  • 雑誌名: J Clin Immunol 巻: 42 ページ: 1431-1450
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01304-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Preemptive hematopoietic cell transplantation for asymptomatic patients with X-linked lymphoproliferative syndrome type 1 (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomomasa D, Booth C, Bleesing JJ, Isoda T, Kobayashi C, Koike K, Taketani T, Sawada A, Tamura A, Marsh RA, Morio T, Gennery AR, Kanegane H
  • 雑誌名: Clin Immunol 巻: 237 ページ: 108993
  • DOI: 10.1016/j.clim.2022.108993
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dysregulation of the Intestinal Microbiome in Patients With Haploinsufficiency of A20 (2022)
  • 著者名/発表者名: Toyofuku E, Takeshita K, Ohnishi H, Kiridoshi Y, Masuoka H, Kadowaki T, Nishikomori R, Nishimura K, Kobayashi C, Ebato T, Shigemura T, Inoue Y, Suda W, Hattori M, Morio T, Honda K, Kanegane H
  • 雑誌名: Front Cell Infect Microbiol 巻: 11 ページ: 787667
  • DOI: 10.3389/fcimb.2021.787667
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Early diagnosis of partial interferon-γ receptor 1 deficiency prevents the development of Bacille de Calmette et Guerin osteomyelitis (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomomasa D, Tanita K, Higashi S, Tasaka Y, Shimamura T, Sakurai U, Matsubara T, Okada S, Morio T, Kanegane H
  • 雑誌名: Clin Immunol 巻: 235 ページ: 108933
  • DOI: 10.1016/j.clim.2022.108933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Germline Non-coding Deletions in XIAP Gene Causing XIAP Deficiency Reveals a Key Promoter Sequence (2022)
  • 著者名/発表者名: Sbihi Z, Tanita K, Bachelet C, Bole C, Jabot-Hanin F, Tores F, Le Loch M, Khodr R, Hoshino A, Lenoir C, Oleastro M, Villa M, Spossito L, Prieto E, Danielian S, Brunet E, Picard C, Taga T, Abdrabou SSMA, Isoda T, Yamada M, Palma A, Kanegane H, Latour S
  • 雑誌名: J Clin Immunol 巻: 42 ページ: 559-571
  • DOI: 10.1007/s10875-021-01188-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The future of BMT in Asia (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: IPOPI 4th Regional Asian PID Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Finding NEMO (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: The 1st National IEI Congress of China 2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hematopoietic stem cell transplantation for PID (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: 17th Congress of Asian Society for Pediatric Research (ASPR 2022)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A B-Cell Deficient Japanese Girl with ZIP7 Deficiency Caused by Novel Compound Heterozygous Variants in SLC39A7 (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: 13th International Congress of Immunodeficiency Diseases
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] An Approach to Antibody Deficiencies (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: 4th Asia-Pacific Society for Immunodeficiencies Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ALPS & ALPS-like and IPEX & IPEX-like (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kanegane
  • 学会等名: 4th Asia-Pacific Society for Immunodeficiencies Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 原発性免疫不全症の最新知見 (2022)
  • 著者名/発表者名: 金兼弘和
  • 学会等名: 第54回日本小児感染症学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [図書] 小児科学 (2023)
  • 著者名/発表者名: 金兼弘和、谷田けい
  • 総ページ数: 36
  • 出版者: 文光堂
  • ISBN: 978-4-8306-3046-0
• [図書] 小児血液・腫瘍学 (2022)
  • 著者名/発表者名: 金兼弘和
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 診断と治療社
  • ISBN: 978-4-7878-2489-9