RUNX1とエピジェネティック制御機構破綻の協調作用によるMDS発症機構の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 多方向かつ段階的に進行する細胞分化における運命決定メカニズムの解明
• 研究課題/領域番号: 25118716
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 原田 浩徳 順天堂大学, 医学部, 准教授 (10314775)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: RUNX1 / EZH2 / 骨髄異形成症候群 / RUNX3

研究概要

本研究は，RUNX1とエピジェネティック制御機構破綻の協調作用によって発症する造血器腫瘍，特に骨髄異形成症候群（MDS）の分子発症機構の解明を目指すものである。これまでにRUNX1遺伝子のゲノム異常が幹細胞分化障害・腫瘍原性を有し，造血器腫瘍発症の中心的役割を担っていることを解析・報告してきた。しかしRUNX1遺伝子異常単独ではvivoでの造血器腫瘍発症には至らない。したがって，さらなる遺伝子の異常が関わっていると考えられ，MDS発症への関与が強く示唆されるエピジェネティック制御因子に着目した。自験症例では，RUNX1変異，RUNX3高発現，BMI1高発現，EZH2低発現・高発現などが様々な組み合わせで認められ，またHBO1異常が関与する白血病症例を同定したことから，エピジェネティック制御因子異常がRUNX1と協調してMDS発症に関わっていることが強く示唆された。そこで本研究では，患者におけるRUNX1とエピジェネティック制御因子の変異・発現異常を検索し，これらのin vitroおよびin vivoでの機能を解析することにより，正常・異常RUNX1とエピジェネティック制御因子の相互作用によるMDSの分子発症機序解明を目指している。
平成25年度は，造血器腫瘍患者における遺伝子異常の検出と病態との関連の解析するため，骨髄や末梢血の採取および臨床情報収集を行った。RUNX1やエピジェネティック制御因子の変異とCD34陽性細胞における遺伝子発現量を解析した結果，MDSに特徴的に数種類の遺伝子発現が変化していることを見出した。これら患者で過剰発現または発現抑制が認められる遺伝子のレトロウイルスベクターおよびレトロウイルスノックダウンベクターを作成した。現在細胞への導入の予備実験を行っているところである。

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

ほぼ研究計画通りに進行している。

今後の研究の推進方策

平成26年度は平成25年度の研究の継続，およびin vitro，in vivoでの機能解析を行う。
１．遺伝子異常のin vitro生物学的機能解析…ヒト造血幹細胞へ遺伝子を導入し，分化・増殖能を検討する。具体的には，各種サイトカイン存在下で液体培養およびメチルセルロース培養し，分化･増殖能、生存率などを検討する。さらに，メチルセルロース継代培養やLTC-ICアッセイにより，自己複製能を検討する。患者サンプルの解析により協調して造血器腫瘍発現に関与していると考えられる遺伝子異常を，同時にあるいは段階的にヒトCD34陽性細胞に導入して精製し，培養して生物学的機能を解析する。さらにRUNX1変異を有する細胞株を用い，協調する遺伝子異常を導入あるいはノックダウンすることにより，生物学的機能の変化を解析する。
２．遺伝子プロファイリングの検討…遺伝子異常を導入したCD34陽性細胞あるいは細胞株を空ベクター導入コントロール細胞で，遺伝子発現の違いをマイクロアレイで比較検討する。
３．遺伝子異常のin vivo白血病原性…マウス造血幹細胞への導入および骨髄移植モデルの作成を行う。同定した遺伝子異常を，共同研究者である当研究領域長（北村博士）あるいは当研究領域分担研究者（岩間博士）の下で，マウスへの導入を行ってin vivoでの生物学的機能を解析する。ヒトCD34陽性細胞を用いたin vitroでの解析および患者病態との比較を行う。ヒト化モデルマウスは，遺伝子変異を導入したヒトCD34陽性細胞を，東海大学（安藤　潔博士）との共同研究によりNOGマウスに移植して生着・腫瘍発生を観察する。
４．生化学的機能解析…RUNX1変異体と協調するエピジェネティック因子が，クロマチン上でどのような相互作用を及ぼしているのか，標的遺伝子においてChIPアッセイを用いて明らかにする。

研究成果

• [雑誌論文] RUNX1/AML1 mutant collaborates with BMI1 overexpression in the development of human and murine myelodysplastic syndromes (2013)
  • 著者名/発表者名: Harada Y, Inoue D, Ding Y, Imagawa J, Doki N, Matsui H, Yahata T, Matsushita H, Ando K, Sashida G, Iwama A, Kitamura T, Harada H
  • 雑誌名: Blood 巻: 121(17) ページ: 3434-3446
  • DOI: 10.1182/blood-2012-06-434423
  • 査読あり
• [雑誌論文] High early death rate in elderly patients with acute promyelocytic leukemia treated with all-trans retinoic acid combined chemotherapy (2013)
  • 著者名/発表者名: Imagawa J, Harada Y, Shimomura T, Tanaka H, Okikawa Y, Harada H
  • 雑誌名: Int J Hematol 巻: 98(2) ページ: 264-266
  • DOI: 10.1007/s12185-013-1390-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myelodysplastic syndromes are induced by histone methylation-altering ASXL1 mutations (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue D, Kitaura J, Togami K, Nishimura K, Enomoto Y, Uchida T, Kagiyama Y, Kawabata KC, Nakahara F, Izawa K, Oki T, Maehara A, Isobe M, Tsuchiya A, Harada Y, Harada H, Ochiya T, Aburatani H, Kimura H, Thol F, Heuser M, Levine RL, Abdel-Wahab O, Kitamura T
  • 雑誌名: J Clin Invest 巻: 123(11) ページ: 4627-4640
  • DOI: 10.1172/JCI70739
  • 査読あり
• [雑誌論文] MDSに対するメチル化阻害剤による治療の現状と展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田結花，原田浩徳
  • 雑誌名: 血液内科 巻: 66(3) ページ: 316-322
• [雑誌論文] 低リスクMDSに対するレナリドミド (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田結花，原田浩徳
  • 雑誌名: 血液内科 巻: 67(3) ページ: 305-312
• [雑誌論文] CMML発症のゲノム異常 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田結花，原田浩徳
  • 雑誌名: 血液内科 巻: 67(5) ページ: 631-637
• [学会発表] C-terminal-truncating ASXL1 mutations induce MDS via inhibition of PRC2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue D, Kitaura J, Togami K, Nishimura K, Enomoto Y, Uchida T, Kagiyama Y, Kawabata KC, Nakahara F, Oki T, Harada H, Ochiya T, Aburatani H, Kimura H, Thol F, Heuser M, Levine RL, Abdel-Wahab O, Kitamura T
  • 学会等名: The 55th ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20131207-20131210
• [学会発表] The genetic landscape of FPD/AML revealed CDC25C mutation as a driver that promotes malignant transformation (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshimi A, Toya T, Nakagawa M, Kawazu M, Nannya Y, Ichikawa M, Arai S, Harada H, Usuki K, Hayashi Y, Ito E, Kirito K, Nakajima H, Mano H, Kurokawa M
  • 学会等名: The 55th ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20131207-20131210
• [学会発表] A nationwide survey of hypoplastic myelodysplastic syndrome (a multicenter retrospective study) (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Nannya Y, Ichikawa M, Kohara T, Kobune M, Harada H, Yonemura Y, Matsuda A, Kawabata H, Tohyama K, Miyazaki Y, Kurokawa M
  • 学会等名: The 75th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20131011-20131013
• [学会発表] Preliminary results of a randamized dose-finding study of darbepoetin alfa in MDS in Japan and Korea (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibayama H, Harada H, Jun Ho Jang, Suzuki K, Tsudo M, Ishikawa T, Uike N, Hidaka M, Usuki K, Shimizu S, Kim Y-J, Kim H, Kizaki M, Chiba S, Nannya Y, Yonemura Y, Sawa M, Ogura H, Nakazato T, Kumagai T, Kiguchi T, Takahashi T, Irie S, Mitani K, Sawada K, et al.
  • 学会等名: The 75th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20131011-20131013
• [学会発表] RUNX1 mutant collaborates with BMI1 overexpression in the development of human and murine MDS/AML (2013)
  • 著者名/発表者名: Harada H, Harada Y, Inoue D, Ding Y, Matsui H, Sashida G, Iwama A, Kitamura T
  • 学会等名: The 75th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20131011-20131013
• [学会発表] RUNX3 overexpression may participaten in the development of MDS/AML (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyama T, Harada Y, Ichinose T, Harada H
  • 学会等名: The 75th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20131011-20131013
• [学会発表] アザシチジンによるMDS治療．［ランチョンセミナー：骨髄異形成症候群（MDS）の分子病態、診断と治療］ (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田浩徳
  • 学会等名: 第11回日本臨床腫瘍学会学術集会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20130829-20130831
  • 招待講演
• [学会発表] RUNX1/AML1 mutants collaborate with BMI1 in the development of myelodysplastic syndromes (2013)
  • 著者名/発表者名: Harada H, Harada Y, Inoue D, Kitamura T
  • 学会等名: EMBO Workshop RUNX transcription factors in development & disease (19th International RUNX Workshop)
  • 発表場所: Wilsede, Germany
  • 年月日: 20130616-20130619
  • 招待講演
• [図書] エピゲノム異常と発がん 新・カラーテキスト血液病学（木崎昌弘編） (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田結花，原田浩徳
  • 総ページ数: 687
  • 出版者: 中外医学社