骨髄異形成症候群の造血抑制における、細胞競合の役割の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 細胞競合：細胞社会を支える適者生存システム
• 研究課題/領域番号: 15H01481
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 黒川 峰夫 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (80312320)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 骨髄異形成症候群 / 細胞競合

研究実績の概要

骨髄異形成症候群(MDS)は多様な病態を含む不均一な疾患群だが、主に造血不全が問題となる病態である低risk MDSについては、MDS細胞の増殖能の亢進はあまり見られないにもかかわらず、正常造血幹細胞が著しく減少して正常造血が抑制されているが、その機序はこれまでのモデルだけでは十分に説明できず、MDS細胞との相互作用による正常造血幹細胞の抑制などの未知の機序の存在が示唆される。
我々は一般的な骨髄異形成症候群(MDS)のモデルであるNUP98-HOXD13(NHD13)トランスジェニックマウスから採取した造血細胞を正常造血細胞と混合し、致死量の放射線を照射したレシピエントマウスに移植してキメラマウスを作製した。白血球表面のCD45多型を利用したLy5.1/5.2システムを用いて、MDS発症過程における正常造血細胞の分化、増殖を解析した。生着後MDS発症前の段階において、正常造血細胞はNHD13細胞に対して高いキメリズムを示したが、正常造血細胞同士を同様に移植したコントロール群と比較し正常造血細胞の成熟顆粒球への分化が阻害されることを明らかにした。
またIn vitroの系において、NHD13をレトロウイルスを用いてマウス造血細胞に感染させ不死化した細胞を、骨髄造血ニッチを模したOP9細胞上で正常造血細胞と共培養したところ、キメラマウスの系と同様に正常造血細胞の成熟顆粒球への分化が抑制された。
これらの結果より、MDS細胞による正常造血細胞の分化抑制が低リスクMDSにおける造血抑制に関与している可能性が示唆された。

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

低リスクMDSにおける正常細胞の造血抑制の機序として、顆粒球系への分化抑制が関与している可能性があることを明らかにした。またNHD13トランスジェニックマウスと正常造血マウスのキメラマウスを作製し、MDS発症過程における造血抑制を経時的に解析する基盤が整った。

今後の研究の推進方策

MDS細胞による正常造血細胞の分化抑制が液性因子を介して生じるか、細胞同士の直接接触により生じるかを検証するため、In vitroの系においてTranswellを用いてNHD細胞と正常造血細胞の直接接触を防いだ状態で共培養し、正常造血の顆粒球への分化を解析する。また、正常造血幹細胞にCRISPR-Cas9レンチウイルスライブラリ(Mouse Gecko v2 library)を感染させて同様にキメラマウスを作製、MDSを発症させ、MDS個体とMDS非発症個体の正常造血幹細胞を回収し、次世代シークエンサーでバーコード配列を解読する。正常造血幹細胞でノックアウトすることにより、MDS細胞による分化抑制を受けにくくなる遺伝子候補を検索する。実際にMDS細胞による抑制を受けにくくなるかをIn vitroおよびIn vivoの系で検証する。さらに遺伝学的・生化学的解析によりその顆粒のシグナルを明らかにするとともに、当該分子の作用をブロックすることで、正常造血の分化抑制が解除されるかどうか検証する。

研究成果

• [雑誌論文] DNMT3A R882 mutant interacts with polycomb proteins to block hematopoietic stem and leukemic cell differentiation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Koya J, Kataoka K, Sato T, Bando M, Kato Y, Tsuruta-Kishino T, Kobayashi H, Narukawa K, Miyoshi H, Shirahige K, and Kurokawa M.
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 7 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/ncomms10924.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] miR-133 regulates Evi1 expression in AML cells as a potential therapeutic target. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto H, Lu J, Oba S, Kawamata T, Yoshimi A, Kurosaki N, Yokoyama K, Matsushita H, Kurokawa M, Tojo A, Ando K, Morishita K, Katagiri K, and Kotani A.
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 6 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1038/srep19204
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genetic basis of myeloid transformation in familial platelet disorder/ acute myeloid leukemia patients with haploinsufficient RUNX1 allele. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima H, Sakurai M, Kasahara H, Yoshida K, Yoshimi A, Kunimoto H, Watanabe N, Shiraishi Y, Chiba K, Tanaka H, Harada Y, Harada H, Kawakita T, Kurokawa M, Miyano S, Takahashi S, Ogawa S, and Okamoto S
  • 雑誌名: Blood Cancer Journal 巻: 6 ページ: e392
  • DOI: 10.1038/bcj.2015.81.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Adiponectin regulates psoriasiform skin inflammation by suppressing IL-17 production from γδ T cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibata S, Tada Y, Hau C, Mitsui A, Kamata M, Asano Y, Sugaya M, Kadono T, Masamoto Y, Kurokawa M, Yamauchi T, Kubota N, Kadowaki T, and Sato S.
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 6 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/ncomms8687.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] BAALC potentiates oncogenic ERK pathway through interactions with MEKK1 and KLF4. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morita K, Masamoto Y, Kataoka K, Koya J, Kagoya Y, Yashiroda H, Sato T, Murata S, and Kurokawa M.
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 29 ページ: 2248-56
  • DOI: 10.1038/leu.2015.137.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Targeted gene correction of RUNX1 in induced pluripotent stem cells derived from familial platelet disorder with propensity to myeloid malignancy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Iizuka H, Kagoya Y, Kataoka K, Yoshimi A, Miyauchi M, Taoka K, Kumano K, Arai S, and Kurokawa M.
  • 雑誌名: Experimental Hematology 巻: 43 ページ: 849-57
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2015.05.004.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Posttranslational modifications of RUNX1 as potential anticancer targets. (2015)
  • 著者名/発表者名: Goyama S, Huang G, Kurokawa M, and Mulloy JC.
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 34 ページ: 3483-92
  • DOI: 10.1038/onc.2014.305
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Adipocyte-derived adiponectin positively regulates exit from quiescence of hematopoietic stem cells by potentiating mTORC1 activation after myelotoxic Injury. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Masamoto, Shunya Arai, Tomohiko Sato, Iseki Takamoto, Naoto Kubota, Takashi Kadowaki and Mineo Kurokawa
  • 学会等名: 57th ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: Orland(USA)
  • 年月日: 2015-12-05 – 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] Heterozygous Dnmt3a mutation induces expansion of hematopoietic stem cell pool in a murine model (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Higo, Junji Koya, Yoshiki Sumitomo, Takako Tsuruta-Kishino, Keisuke Kataoka, Tomohiko Sato and Mineo Kurokawa
  • 学会等名: 57th ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: Orland(USA)
  • 年月日: 2015-12-05 – 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] Autophagy promote murine myeloid leukemia progression and potentiate effect of cytarabine in vivo (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Sumitomo, Junji Koya, Keisuke Kataoka, Takako Tsuruta-Kishino, Ken Morita, Tomohiko Sato, Mineo Kurokawa
  • 学会等名: 第77回日本血液学会学術集会
  • 発表場所: ホテル日航金沢(石川県金沢市)
  • 年月日: 2015-10-16 – 2015-10-18
• [学会発表] オートファジー関連遺伝子の欠損はマウス骨髄性白血病の進展を阻害しシタラビン感受性を高める. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Sumitomo, Junji Koya, Keisuke Kataoka, Ken Morita, Tomohiko Sato, Mineo Kurokawa.
  • 学会等名: 第74回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2015-10-08 – 2015-10-10
• [備考] 東京大学医学部附属病院血液/腫瘍内科
  • URL: http://www.u-tokyo-hemat.com