マイクロRNA miR-142の機能獲得型変異による白血病発症メカニズムの解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02391
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 荒木 喜美 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 教授 (90211705)
• 研究分担者: 吉信 公美子 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 助教 (20274730) ; 要 匡 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, ゲノム医療研究部, 部長 (40264288) ; 高橋 智 筑波大学, 医学医療系, 教授 (50271896) ; 指田 吾郎 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特別招聘教授 (70349447) ; 荒木 正健 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 准教授 (80271609)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: マイクロRNA / 遺伝子変異 / 白血病

研究実績の概要

マイクロRNA (miRNA) は、8塩基程度のシード配列がターゲット遺伝子と結合することでその遺伝子の発現を制御する小さいRNA分子である。発がんの過程において、miRNAの発現パターンが変化する報告は多くなされているが、その変異が直接発癌に関わる報告はまだない。
miR-142は、主に造血系で発現しているmiRNAで、マウスとヒトでその配列は100％一致している。ノックアウトマウスは、ホモ接合体で血球系の分化異常のため免疫不全を示すことが報告されているが、ヘテロ接合体の報告はなく、正常と思われる。我々は、急性骨髄性白血病 (AML) 患者において報告されたmiRNA-142-3p のシード領域内の変異を持つマウスを作出した。この変異マウスの各genotype及びmiR-142KOホモマウスを用いて骨髄移植を行い、定期的に採血、FACSによる末梢血の細胞成分を解析した。その結果、miR-142点変異ヘテロ接合体の骨髄細胞を移植されたマウスは20週以降に全て死亡し、死亡前には白血球が異常増殖していることから、白血病を発症したことが確認された。増殖した細胞は主にT細胞で、骨髄性白血病の場合に増えるのは未熟なmyeloidであることから、人の病態と若干の相違が認められた。そこで、ヒトでみられる他のがん関連遺伝子に変異を導入した。

現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

時間のかかる骨髄移植を優先して行なっており、網羅的な発現解析をするために必要な、野生型の細胞を移植した血液細胞、発症前の血液細胞と発症後の血液細胞の採取とRNA調製を終了することができた。また、miR142変異と同時に変異が検出されることの多い、Idh2遺伝子に変異を導入したES細胞も樹立することができた。

今後の研究の推進方策

採取したRNAでRNA-seqを行い、miR142の変異が入ることで発現が変化する遺伝子、白血病発症後で特に変化のある遺伝子を同定する。特に、その中でも、変異により新たにターゲットとなりうる遺伝子に焦点を絞り、詳細な発現解析を行う。RNAだけではなく、発症後の血液細胞に起こるゲノム変異の同定も行う。Idh2変異の導入にも成功したので、両方の変異を持つマウスの骨髄移植を行い、人の病態により近づくかどうかも検討する。

研究成果

• [雑誌論文] The acidic domain of Hmga2 and the domain’s linker region are critical for driving self-renewal of hematopoietic stem cell (2022)
  • 著者名/発表者名: Sun Yuqi、Kubota Sho、Iimori Mihoko、Hamashima Ai、Murakami Haruka、Bai Jie、Morii Mariko、Yokomizo-Nakano Takako、Osato Motomi、Araki Kimi、Sashida Goro
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 115 ページ: 553～562
  • DOI: 10.1007/s12185-021-03274-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] MicroRNA-142 Critically Regulates Group 2 Innate Lymphoid Cell Homeostasis and Function (2021)
  • 著者名/発表者名: Roberts Luke B.、Jowett Geraldine M.、Read Emily、Zabinski Tomas、Berkachy Rita、Selkirk Murray E.、Jackson Ian、Niazi Umar、Anandagoda Nelomi、Araki Masatake、Araki Kimi、Kasturiarachchi Jagath、James Chela、Enver Tariq、Nimmo Rachael、Reis Rita、Howard Jane K.、Neves Joana F.、Lord Graham M.
  • 雑誌名: The Journal of Immunology 巻: 206 ページ: 2725～2739
  • DOI: 10.4049/jimmunol.2000647
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] RUNX1-ETO (RUNX1-RUNX1T1) induces myeloid leukemia in mice in an age-dependent manner (2021)
  • 著者名/発表者名: Abdallah, M. G., Niibori-Nambu, A., Morii, M., Yokomizo, T., Yokomizo, T., Ideue, T., Kubota, S., Teoh, V. S. I., Mok, M. M. H., Wang, C. Q., Omar, A. A., Tokunaga, K., Iwanaga, E., Matsuoka, M., Asou, N., Nakagata, N., Araki, K., AboElenin, M., Madboly, S. H., Sashida, G. and Osato, M.
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 35 ページ: 2983～2988
  • DOI: 10.1038/s41375-021-01268-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gene trapping reveals a new transcriptionally active genome element: The chromosome‐specific clustered trap region (2021)
  • 著者名/発表者名: Takeda Iyo、Araki Masatake、Ishiguro Kei‐ichiro、Ohga Toshinori、Takada Kouki、Yamaguchi Yusuke、Hashimoto Koichi、Kai Takuma、Nakagata Naomi、Imasaka Mai、Yoshinobu Kumiko、Araki Kimi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 26 ページ: 874～890
  • DOI: 10.1111/gtc.12890
  • 査読あり
• [雑誌論文] High salt exacerbates acute kidney injury by disturbing the activation of CD5L/apoptosis inhibitor of macrophage (AIM) protein (2021)
  • 著者名/発表者名: Wang Ching-Ting、Tezuka Tetsushi、Takeda Naoki、Araki Kimi、Arai Satoko、Miyazaki Toru
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: e0260449
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0260449
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] LincRNA‐p21 exon 1 expression correlates with Cdkn1a expression in vivo (2021)
  • 著者名/発表者名: Furuhata Riki、Imasaka Mai、Sugimoto Michihiko、Yoshinobu Kumiko、Araki Masatake、Araki Kimi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 27 ページ: 14～24
  • DOI: 10.1111/gtc.12906
  • 査読あり
• [学会発表] ゲノム編集を用いた2-3MbにもわたるKRAB-ZFPクラスター領域の欠損アレルの作製 (2021)
  • 著者名/発表者名: 荒木喜美、吉信公美子、荒木正健
  • 学会等名: 日本ゲノム編集学会
• [学会発表] LincRNA-p21遺伝子領域における転写は隣接するCdkn1aの転写活性化に重要である。 (2021)
  • 著者名/発表者名: 古畑理樹、今坂舞、荒木正健、吉信公美子、荒木喜美
  • 学会等名: 日本遺伝学会
• [備考] 生命資源研究・支援センター 疾患モデル分野
  • URL: http://irda-genetics.kuma-u.jp/