免疫担当細胞に着目したがん悪液質病態の発症機序解明と新規治療戦略の構築

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K19462
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 原田 浩徳 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (10314775)
• 研究分担者: 原田 結花 地方独立行政法人東京都立病院機構東京都立駒込病院(臨床研究室), 臨床試験科, 部長 (50379848)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2024-03-31
• キーワード: がん悪液質 / 代謝異常症候群 / IL36G / 慢性骨髄単球性白血病 / 悪液質関連単球 / 炎症性単球 / 好中球様単球

研究実績の概要

悪液質は、通常の栄養管理では改善せず、進行性の機能障害に至り、脂肪量減少の有無を問わずに持続的な筋組織の減少を特徴とする代謝異常症候群である。進行がん患者の50-80％で認められ、約20％のがん死亡への関与が示唆されている。全身性の炎症や代謝異常との関連性が指摘されているが、病態発症の分子メカニズムは未だ不明である。がん悪液質の発症機序を解明して新規治療戦略の構築につなげることが、がん領域共通の喫緊の課題である。我々は進行性の悪液質病態を発症する血液がんマウス（CMMLマウス）と複数の固形腫瘍マウスの解析により、特殊な炎症性単球サブセットが悪液質病態の進行に伴って出現すること見出した。この悪液質関連単球（CiMs）は、健常マウス単球では発現していないCD38を細胞表面に発現し、筋萎縮を引き起こすサイトカインIl1f9（Il36g）を恒常的に産生していることがわかった。本研究では、新規に見出したがん悪液質病態で誘導される単球サブセット制御の分子基盤を明らかにし、これを標的とした治療の有効性を検証して、がん悪液質に対する新規治療法開発を目指すものである。
本年度、Il36受容体ノックアウトマウスをレシピエントとして、マウス悪性黒色腫細胞株（B16）およびマウス乳がん細胞株（4T1）を野生型マウスに経静脈的に移植した転移性固形腫瘍モデルマウスとCMMLマウスを作製した。IL36Gシグナル阻害によって悪液質病態進行が抑制された。すなわち、担癌マウスやCMMLマウスにおいて誘導されたCiMsがIL36Gの産生を介して悪液質を促すことが明らかとなった。また、悪液質モデルマウスから単球（CD115+Ly6C+）を回収して網羅的遺伝子発現解析を行ったところ、CiMsは好中球様単球に属することが判明した。この結果は、悪液質発症におけるCiMsの誘導機序の解明につながるものである。

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

これまでに、複数のがん悪液質モデルマウスの解析により、悪液質の病態発症に伴ってCD38および他の複数の特徴的表面抗原を発現したCiMsが誘導されること、CiMsおよびその培養上清が骨格筋萎縮を誘導すること、CiMsからIL36Gが産生されること、IL36Gが骨格筋萎縮を誘導することを見出した。本年度、Il36受容体ノックアウトマウスをレシピエントとした転移性固形腫瘍モデルマウスとCMMLマウスにおいて、悪液質の進行が抑制されたことからIL36を介した機序が確認された。また、マウス骨髄の造血幹・前駆細胞においてCRISPR/CAS9でIL36Gをノックアウトし骨髄移植したCMMLモデルマウスは、悪液質の発症が抑制された。すなわち、担癌マウスやCMMLマウスにおいて誘導されたCiMsがIL36Gの産生を介して悪液質を促すことが明らかとなった。さらに、IL36Gを産生する炎症性単球CiMsのRNAシークエンスによる網羅的遺伝子発現解析結果から、好中球関連遺伝子を発現している好中球様単球に属することが明らかになった。そこで、CiMs誘導に関わる分子機序（リガンド、受容体、シグナル経路、転写因子など）を明らかにするために、CiMsに生じている遺伝子発現変化をバイオインフォマティクス手法によって解析することを計画した。上記モデルマウスの悪液質発症前後の単球（CD115+Ly6C+）を回収してRNAを抽出し、single-cell RNAシークエンスの準備を行った。がん組織が、悪液質を引き起こす好中球様単球であるCiMsを誘導するメカニズム、および骨髄細胞におけるCiMsへの分化機序の解明が、がん悪液質の病態解明につながると考えられる。

今後の研究の推進方策

引き続き、悪液質モデルマウスとして、マウス悪性黒色腫細胞株およびマウス乳がん細胞株を野生型マウスに経静脈的に移植した転移性固形腫瘍モデルマウス、およびCMMLマウスを用いて、CiMsの制御機構とCiMsの誘導に関わる因子の探索を行う。CiMsが好中球様単球に属することから、悪液質発症前後の単球（CD115+Ly6C+）のsingle-cell RNAシークエンスを行い、バイオインフォマティクス手法に加えて、これまでの炎症性疾患・病態における好中球様単球の知見をもとに詳細を詰めていく。その結果を基に、CiMsを標的とした標的薬剤を探索する。また、炎症性単球であるCiMsはCD38分子を高発現しているが、PAMPs、SASPや炎症によってマクロファージのCD38発現が亢進し、NADが減少することが知られている。そこで、悪液質モデルマウスにおいて、CiMsを標的とした抗マウスCD38抗体療法の検討に加えて、CD38阻害剤による悪液質病態への影響も検証する。
悪液質関連単球（CiMs）およびそこから産生される液性因子については、これまでに複数の悪液質モデルマウスで確認しているが、対応するヒト細胞および液性因子の探索についても、がん悪液質発症患者を対象として解析に着手している。既に、一部の担癌患者の末梢血サンプルから単球および血清を回収し、フローサイトメトリーによる単球表面抗原解析、RNA-Seqによる遺伝子発現解析、マルチプレックスイムノアッセイによるサイトカイン・ケモカイン測定を実施しているが、さらに解析症例数を増やしヒトがん悪液質病態の解明を目指す。

次年度使用額が生じた理由

ヒト検体での検証を行うため、令和4年度はがん悪液質患者サンプル（血清）の収集を実施した。サイトカイン測定（アレイ）を行うために、目標数すべてのサンプルが揃ってから受託解析を依頼するため、未使用額が生じた。令和５年度中に解析を実施し、研究費をすべて使い切る予定である。

研究成果

• [雑誌論文] A specific G9a inhibitor unveils BGLT3 lncRNA as a universal mediator of chemically induced fetal globin gene expression (2023)
  • 著者名/発表者名: Takase S, Hiroyama T, Shirai F, Maemoto Y, Nakata A, Arata M, Matsuoka S, Sonoda T, Niwa H, Sato S, Umehara T, Shirouzu M, Nishigaya Y, Sumiya T, Hashimoto N, Namie R, Usui M, Ohishi T, Ohba SI, Kawada M, Hayashi Y, Harada H, Yamaguchi T, Shinkai Y, Nakamura Y, Yoshida M, Ito A
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 14 ページ: 23～23
  • DOI: 10.1038/s41467-022-35404-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of gene alterations on clinical outcome in young adults with myelodysplastic syndromes (2023)
  • 著者名/発表者名: Konishi Tatsuya、Sadato Daichi、Toya Takashi、Hirama Chizuko、Kishida Yuya、Nagata Akihito、Yamada Yuta、Shingai Naoki、Shimizu Hiroaki、Najima Yuho、Kobayashi Takeshi、Haraguchi Kyoko、Okuyama Yoshiki、Harada Hironori、Ohashi Kazuteru、Harada Yuka、Doki Noriko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 ページ: 2641～2641
  • DOI: 10.1038/s41598-023-29794-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The early neutrophil-committed progenitors aberrantly differentiate into immunoregulatory monocytes during emergency myelopoiesis (2023)
  • 著者名/発表者名: Ikeda N, Kubota H, Suzuki R, Morita M, Yoshimura A, Osada Y, Kishida K, Kitamura D, Iwata A, Yotsumoto S, Kurotaki D, Nishimura K, Nishiyama A, Tamura T, Kamatani T, Tsunoda T, Murakawa M, Asahina Y, Hayashi Y, Harada H, Harada Y, Yokota A, Hirai H, Seki T, Kuwahara M, Yamashita M, Shichino S, Tanaka M, Asano K
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 42 ページ: 112165～112165
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112165
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Myeloid neoplasms and clonal hematopoiesis from the RUNX1 perspective (2022)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Yoshihiro、Harada Yuka、Harada Hironori
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 36 ページ: 1203～1214
  • DOI: 10.1038/s41375-022-01548-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prospective comparison of 5- and 7-day administration of azacitidine for myelodysplastic syndromes: a JALSG MDS212 trial (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki Y, Kiguchi T, Sato S, Usuki K, Ishiyama K, Ito Y, Suzuki T, Taguchi J, Chiba S, Dobashi N, Tomita A, Harada H, Handa H, Horiike S, Maeda T, Matsuda M, Ichikawa M, Hata T, Honda S, Iyama S, Suzushima H, Moriuchi Y, Kurokawa T, Yokota K, Ohtake S, Yamauchi T, Matsumura I, Kiyoi H, Naoe T
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 116 ページ: 228～238
  • DOI: 10.1007/s12185-022-03347-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 胚細胞腫瘍の治療後に続発したinv（16）を伴う急性骨髄性白血病発症を契機に診断されたKlinefelter症候群 (2022)
  • 著者名/発表者名: 田辺 季佐、安達 弘人、和田 敦司、岸田 侑也、内堀 雄介、野口 侑真、迎 純一、新谷 直樹、遠矢 嵩、清水 啓明、小林 武、名島 悠峰、原田 浩徳、坂巻 壽、大橋 一輝、原田 結花、山口 達郎、秋月 伸哉、土岐 典子、井ノ口 卓彦、遠藤 麻惠、西尾 優子、貞任 大地、神原 康弘、熱田 雄也、小沼 亮介
  • 雑誌名: 臨床血液 巻: 63 ページ: 746～752
  • DOI: 10.11406/rinketsu.63.746
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新規SAMD9生殖細胞系列変異を有する高齢発症骨髄異形成症候群 (2022)
  • 著者名/発表者名: 内田 智之、藤井 高幸、大原 慎、今井 唯、井上 盛浩、原田 結花、原田 浩徳、萩原 政夫
  • 雑誌名: 臨床血液 巻: 63 ページ: 865～869
  • DOI: 10.11406/rinketsu.63.865
  • 査読あり
• [雑誌論文] Labile CD22 and CD19 expression in a case of Philadelphia chromosome-like acute lymphoblastic leukemia (2022)
  • 著者名/発表者名: Mukae Junichi、Sadato Daichi、Toya Takashi、Watanabe Satoru、Hirama Chizuko、Konuma Ryosuke、Shimizu Hiroaki、Najima Yuho、Kobayashi Takeshi、Kato Motohiro、Ohki Kentaro、Oboki Keisuke、Harada Hironori、Ohashi Kazuteru、Deguchi Takao、Harada Yuka、Doki Noriko
  • 雑誌名: Leukemia & Lymphoma 巻: 63 ページ: 3261～3264
  • DOI: 10.1080/10428194.2022.2116936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adult-onset hereditary myeloid malignancy and allogeneic stem cell transplantation (2022)
  • 著者名/発表者名: Toya Takashi、Harada Hironori、Harada Yuka、Doki Noriko
  • 雑誌名: Frontiers in Oncology 巻: 12 ページ: 997530～997530
  • DOI: 10.3389/fonc.2022.997530
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ミトコンドリア動態異常に着目したクローン性造血およびMDSの新規診断法開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: 青柳泰成，林 嘉宏，松沼菜摘，小林大貴，原田結花，原田浩徳
  • 学会等名: 第27回造血器腫瘍研究会
• [学会発表] クロマチン特性解析による骨髄異形成症候群の病態解明 DDX41変異を有する骨髄性腫瘍の移植症例における予後について (2023)
  • 著者名/発表者名: 大島基彦，高山直也，中島やえ子，小出周平，原田浩徳，原田結花，岩間厚志
  • 学会等名: 第27回造血器腫瘍研究会
• [学会発表] DDX41変異を有する骨髄性腫瘍の移植症例における予後について (2023)
  • 著者名/発表者名: 濱村貴史，貞任大地，名島悠峰，近藤花織，貞賀泰孝，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，小沼亮介，熱田雄也，島袋将志，厚井聡志，神宮 寺敦史，細田 譲，尾内大志，新谷直樹，遠矢 嵩，清水啓明，小林 武，原田浩徳，原田結花，土岐典子
  • 学会等名: 第45回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] Association of isolated trisomy 8 with graft-versus-host disease in patients with MDS (2023)
  • 著者名/発表者名: 新谷直樹，貞任大地，平間千津子，近藤花織，貞賀泰孝，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，熱田雄也，小沼亮介，島袋将志，神宮司淳史， 細田 譲，厚井聡志，尾内大志，濱村貴史，遠矢 嵩，清水啓明，名島悠峰，小林 武，原口京子，奥山美樹，原田浩徳，原田結花，土岐 典子
  • 学会等名: 第45回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] Prognostic value of complex karyotype for transplant outcome in patients with MDS (2023)
  • 著者名/発表者名: 加藤千賀，新谷直樹，貞任大地，平間千津子，近藤花織，貞賀泰孝，酒井知史，神原康弘，熱田雄也，小沼亮介，島袋将志，神宮司淳史， 細田 譲，厚井聡志，尾内大志，濱村貴史，遠矢 嵩，清水啓明，名島悠峰，小林 武，原口京子，奥山美樹，原田浩徳，原田結花，土岐 典子
  • 学会等名: 第45回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] NGS analysis of 25 patients with very late relapse after allogeneic stem cell transplantation (2023)
  • 著者名/発表者名: 神原康弘，遠矢 嵩，貞任大地，本田 晃，加藤せい子，平間千津子，原口京子，清水啓明，名島悠峰，小林 武，大保木啓介，奥山美 樹，大橋一輝，原田浩徳，高橋 聡，黒川峰夫，原田結花，土岐典子
  • 学会等名: 第45回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] Analysis of transplant outcomes in TP53 mutation-positive myeloid neoplasm (2023)
  • 著者名/発表者名: 細田 譲，名島悠峰，貞任大地，平間千津子，貞賀泰孝，近藤花織，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，熱田雄也，小沼亮介，島袋将志，神 宮司淳史，厚井聡志，尾内大志，濱村貴史，新谷直樹，遠矢 嵩，清水啓明，小林 武，原口京子，奥山美樹、原田浩徳，原田結花，土岐 典子
  • 学会等名: 第45回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] Three cases of normal karyotype AML harboring KMT2A rearrangement detected by NGS analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: 熱田雄也，遠矢 嵩，貞任大地，平間千津子，近藤花織，貞賀泰孝，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，小沼亮介，島袋将志，厚井聡志，神 宮司淳史，細田 譲，尾内大志，濱村貴史，新谷直樹，清水啓明，名島悠峰，小林 武，原田浩徳，原田結花，土岐典子
  • 学会等名: 第45回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] A case of donor-derived NPM1 mutated AML after unrelated bone marrow transplant for CBFB-MYH11 mutated AML (2023)
  • 著者名/発表者名: 近藤花織，遠矢 嵩，貞任大地，平間千津子，貞賀泰孝，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，熱田雄也，小沼亮介，島袋将志，神宮司淳史， 細田 譲，厚井聡志，尾内大志，濱村貴史，新谷直樹，清水啓明，名島悠峰，小林 武，原田浩徳，原田結花，土岐典子
  • 学会等名: 第45回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] AML with germline CEBPA mutations in the C-terminal region: A case report (2023)
  • 著者名/発表者名: 尾内大志，遠矢 嵩，貞任大地，平間千津子，近藤花織，貞賀泰孝，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，熱田雄也，小沼亮介，島袋将志，神 宮寺淳史，細田 譲，厚井聡志，濱村貴史，新谷直樹，清水啓明，名島悠峰，小林 武，原口京子，奥山美樹，原田浩徳，原田結花，土岐 典子
  • 学会等名: 第45回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] 骨髄異形成症候群の遺伝子解析を契機に診断されたShwachman-Diamond syndrome (2023)
  • 著者名/発表者名: 片桐誠一朗，荒井勇弥，若松昇平，大月俊輔，須藤ありさ，森山 充，山田晃子，勝呂多光子，浅野倫代，吉澤成一郎，赤羽大悟，田中裕 子，古屋奈穂子，藤本博昭，岡部聖一，後藤守孝，伊藤良和，原田結花，原田浩徳，後藤明彦
  • 学会等名: 第18回日本血液学会関東甲信越地方会
• [学会発表] 骨髄異形成症候群におけるミトコンドリア動態異常 (2023)
  • 著者名/発表者名: 林 嘉宏，原田浩徳
  • 学会等名: 第21回日本ミトコンドリア学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨髄異形成症候群患者において免疫病態合併が同種移植の予後に与える影響についての検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 新谷直樹，和田敦司，貞任大地，平間千津子，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，熱田雄也，小沼亮介，中島詩織，内堀雄介，尾内大志，西 島暁彦，迎 純一，遠矢 嵩，清水啓明，名島悠峰，小林 武，原口京子，奥山美樹，大保木啓介，原田浩徳，坂巻 壽，大橋一輝，原田 結花，土岐典子
  • 学会等名: 第44回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] Bリンパ性急性転化した慢性好中球性白血病の１例 (2022)
  • 著者名/発表者名: 迎 純一，遠矢 嵩，貞任大地，平間千津子，元井 亨，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，熱田雄也，小沼亮介，中島詩織，和田敦司，内 堀雄介，尾内大志，西島暁彦，新谷直樹，清水啓明，名島悠峰，小林 武，大保木啓介，原田浩徳，坂巻 壽，大橋一輝，原田結花，土岐 典子
  • 学会等名: 第44回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] 急性骨髄性白血病に対する同種移植周術期のベネトクラクス併用救援療法の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 加藤千賀，名島悠峰，貞任大地，平間千津子，酒井知史，神原康弘，小沼亮介，熱田雄也，和田敦司，村上大介，中島詩織，内堀雄介，尾 内大志，西島暁彦，迎 純一，新谷直樹，遠矢 嵩，清水啓明，小林 武，大保木啓介，原田浩徳，坂巻 壽，大橋一輝，原田結花，土岐 典子
  • 学会等名: 第44回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] 末梢血幹細胞採取後に発症した骨髄異形成症候群の一例 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中島詩織，遠矢 嵩，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，村上大介，熱田雄也，小沼亮介，和田敦司，内堀雄介，尾内大志，西島暁彦，迎 純一，新谷直樹，清水啓明，名島悠峰，小林 武，原田浩徳，坂巻 壽，大橋一輝，土岐典子
  • 学会等名: 第44回日本造血・免疫細胞療法学会総会
• [学会発表] HMGA2 promotes the platelet-neutrophil complexes formation and causes organizing pneumonia in myelodysplastic syndromes (2022)
  • 著者名/発表者名: 松沼菜摘，林 嘉宏，青柳泰成，新谷直樹，原田結花, 原田浩徳
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会
• [学会発表] HMGA2-mediated platelet activation promotes neutrophil death and causes organizing pneumonia in MDS (2022)
  • 著者名/発表者名: 林 嘉宏，松沼菜摘，青柳泰成，新谷直樹，原田結花, 原田浩徳
  • 学会等名: 第84回日本血液学会学術集会
• [学会発表] TP53 gain-of-function or non- gain-of-function mutations in adult patients with myeloid neoplasms (2022)
  • 著者名/発表者名: 佐々木優李，清水啓明，貞任大地，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，熱田雄也，小沼亮介，和田敦司，村上大介，中島詩織，内堀雄介，濱 村貴史，西島暁彦，新谷直樹，遠矢 嵩，名島悠峰，小林 武，原田結花，原田浩徳，大橋一輝，土岐典子
  • 学会等名: 第84回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Poor treatment response to azacitidine in adult myelodysplastic syndrome patients with mutated NPM1 (2022)
  • 著者名/発表者名: 尾内大志，清水啓明，貞任大地，加藤千賀，酒井知史，神原康弘，熱田雄也，小沼亮介，和田敦司，村上大介，中島詩織，内堀雄介，濱村 貴史，西島暁彦，新谷直樹，遠矢 嵩，名島悠峰，小林 武，原田結花，原田浩徳，大橋一輝，土岐典子
  • 学会等名: 第84回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Identification of differentiation pathway for neutrophil-like monocytes during emergency hematopoiesis (2022)
  • 著者名/発表者名: Naoki Ikeda, Ayaka Iwata, Takashi Kamatani, Tatsuhiko Tsunoda, Yoshihiro Hayashi, Hironori Harada, Yuka Harada, Masato Tanaka, Kenichi Asano
  • 学会等名: 第51回日本免疫学会学術集会
• [図書] ここが知りたい！血液疾患診療ハンドブック、骨髄異形成症候群 (2022)
  • 著者名/発表者名: 神田善伸編、原田浩徳分担執筆
  • 総ページ数: 296
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] EBM血液疾患の治療、加齢とクローン性造血 (2022)
  • 著者名/発表者名: 金倉 譲監修、原田結花，原田浩徳分担執筆
  • 総ページ数: 574
  • 出版者: 中外医学社