ＤＮＡチップによる急性白血病の新規分類法提案

文献情報

• 文献番号: 200621030A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: ＤＮＡチップによる急性白血病の新規分類法提案
• 課題番号: H16-３次がん-024
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 間野 博行(自治医科大学・ゲノム機能研究部)

研究分担者(所属機関)

• 小澤　敬也(自治医科大学　医学部)
• 加納　康彦(栃木県立がんセンター)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 第3次対がん総合戦略研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 20,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

現在なお正確な診断が困難であり、かつ有効な治療法の存在しない白血病類縁疾患が数多くある。各患者の有効な治療法を選択する上でも正確な鑑別診断は必須であり、そのためには新たな分子診断マーカーの同定が最も重要であると考えられる。我々は白血病などの特発性血液疾患の多くが造血幹細胞（あるいはその近傍）の異常に起因することに着目し、これら疾患患者のフレッシュ検体より造血幹細胞相当分画を純化し大規模ゲノミクス解析を行うことを目指した。

研究方法

（1）純化細胞よりトータルRNAを抽出し、これをもとにビオチン標識化したcomplementary RNA（cRNA）を作製した。こレをDNAチップにハイブリダイズさせ蛍光強度を測定した。（2）ヒトがん株化細胞としてMDA-MB-231、A549、PA1に対して様々な抗癌剤のスケジュール併用投与を行い、その治療効果をisobologramで判定した。

結果と考察

（1）CD4陽性ATL細胞についてDNAチップ解析を行った結果、肝細胞成長因子（HGF）の細胞表面受容体であるMET遺伝子がATLの急性型の一部においてのみ高発現することが示された。しかも興味深いことにHGFの血中濃度は急性型のみならず慢性型ATLにおいても極めて高い値になっていることが示された。以上よりATLは、HGF-MET系の活性化を介して急性型へと移行する可能性が示唆された。（2）有効な抗癌剤併用スケジュール解明実験において、tipifarnibとpaclitaxelは同時投与の場合、および、tipifarnibを先行させた場合、強い相乗作用を示した。一方、paclitaxelを先行させた場合は相加作用にとどまった。細胞増殖抑制効果からみたtipifarnibとpaclitaxel併用における至適投与スケジュールは両者の同時投与、またはtipifarnib先行投与と考えられる。

結論

本研究事業において各種白血病類縁疾患の大規模な純化細胞DNAチップ解析を行い、膨大な遺伝子発現データを得た。これらを元に「発現量から統計的有意に診断」を可能にする遺伝子群の抽出に成功し、カスタムDNAチップによる診断法の可能性を示した。一方、診断マーカーだけでなく、実際の病因に関与する遺伝子もATLプロジェクトの解析結果に示される通り同定可能なことが明らかになった。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-05
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200621030B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: ＤＮＡチップによる急性白血病の新規分類法提案
• 課題番号: H16-３次がん-024
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 間野 博行(自治医科大学・ゲノム機能研究部)

研究分担者(所属機関)

• 小澤　敬也(自治医科大学　医学部)
• 加納　康彦(栃木県立がんセンター)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 第3次対がん総合戦略研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

我々は白血病などの特発性血液疾患の多くが造血幹細胞（あるいはその近傍）の異常に起因することに着目し、これら疾患患者のフレッシュ検体より造血幹細胞相当分画のみを純化しストックするバンク事業「Blast Bank」をスタートした。本バンク細胞を用いてDNAチップ解析を行うことで、疾患の種類に拘わらず分化レベルがほぼ均一な細胞群を比較することが可能になり、疾患の病態解明に有用な知見が得られると期待された。

研究方法

造血幹細胞特異的マーカーであるCD133に対するアフィニティカラムを用いて、白血病を含む各種特発性血液疾患患者骨髄より造血幹細胞分画を純化保存し、これをBlast Bankと名付けた。平成19年3月現在で700例を越えるサンプルの保存に成功しており、これは純化細胞を用いたゲノミクスプロジェクトとしては世界最大級である。

結果と考察

（1）少量の検体よりマイクロRNA（miRNA）をクローニングする新規解析法mRAP法を開発した。本法を用いてマウスのmiRNA発現ボディマップを完成すると共に、白血病検体における解析を行った。
（2）骨髄異形成症候群のrefractory anemia with excess of blasts (RAEB)　11例を含む計99例のAML類縁疾患について、Affymetrix社GeneChip HGU133A & B（44,000 probe sets = 33,000遺伝子）を用いた解析を行い、上記99例における全ヒト遺伝子の発現プロファイルデータベースを構築した。これら膨大な遺伝子発現データおよび、各症例の臨床情報フォローアップデータより、遺伝子の発現量を基にAMLの新たなサブグループを定義可能なことを明らかにした。
（3）急性期ATL患者特異的に高発現している成長因子受容体および、そのリガンド濃度が患者末梢血中で高値であることが実際のATL細胞の増殖に関与していることを検証する目的で、ATL由来細胞株KK1に対してその成長因子を培養上清に添加したところ、成長因子濃度依存性にKK1細胞の増殖が誘導されることが明らかになった。以上より本成長因子-受容体シグナルがATL細胞の増殖を直接的に制御可能なことが明らかになった。

結論

本研究事業において各種白血病類縁疾患の大規模な純化細胞DNAチップ解析を行い、膨大な遺伝子発現データを得た。これらを元に「発現量から統計的有意に診断」を可能にする遺伝子群の抽出に成功し、カスタムDNAチップによる診断法の可能性を示した。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-05
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200621030C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 800例を超える白血病芽球の検体収集に成功し、世界最大級の白血病データベースを構築した。これを用いた解析により白血病の疾患悪性化に関する複数の分子異常を同定することに成功した。またマイクロRNAのクローニング手法を独立に開発し白血病の新たな性質を明らかにした。これらの手法・バンク細胞は白血病の今後の解析に重要なリソースとなる。
• 臨床的観点からの成果: 白血病の化学療法反応性を、遺伝子発現量を用いて予測することが示された。これら少数の「予後関連遺伝子」を明らかにしたことで、DNAチップによる患者予後予測法の臨床応用が可能なことが示された。また成人T細胞白血病の病期進行にHGF-MET系の活性化が関与していることが示されたことは、有効な治療法が殆ど存在しない同疾患の新たな分子標的療法が可能なことが明らかになった。
• ガイドライン等の開発: なし
• その他行政的観点からの成果: なし
• その他のインパクト: なし

発表件数

• 原著論文（和文）: 3件
• 原著論文（英文等）: 52件
• その他論文(和文): 25件
• その他論文(英文等): 4件
• 学会発表(国内学会): 49件
• 学会発表(国際学会等): 17件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計2件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Choi YL, Tsukasaki K, O'Neill M C, et al.; A genomic analysis of adult T-cell leukemia; Oncogene (2007)
• 原著論文2: Choi YL, Kaneda R, Wada T, et al.; Identification of a constitutively active mutant of JAK3 by retroviral expression screening; Leuk Res (2007)
• 原著論文3: Yamashita Y, Ohashi J, Hirai Y, et al.; Gene expression profiles of CD133-positive fractions predict the survival of individuals with acute myeloid leukemia; Cancer Genomics & Proteomics, (2006)
• 原著論文4: Yamada T, Katagiri H, Ishigaki Y, et al.; Signals from intra-abdominal fat modulate insulin and leptin sensitivity through different mechanisms: neuronal involvement in food-intake regulation; Cell Metab (2006)
• 原著論文5: Takada S, Berezikov E, Yamashita Y, et al.; Mouse microRNA profiles determined with a new and sensitive cloning method; Nucleic Acids Res (2006)
• 原著論文6: Taguchi J, Miyazaki Y, Tsutsumi C, et al.; Expression of the myeloperoxidase gene in AC133 positive leukemia cells relates to the prognosis of acute myeloid leukemia; Leuk Res (2006)
• 原著論文7: Mano H; DNA microarray analysis of myelodysplastic syndrome; Leuk Lymphoma, (2006)
• 原著論文8: Koinuma K, Yamashita Y, Liu W, et al.:; Epigenetic silencing of AXIN2 in colorectal carcinoma with microsatellite instability; Oncogene (2006)
• 原著論文9: Kano Y, Akutsu M, Tsunoda S, et al.; Schedule-dependent interactions between pemetrexed and cisplatin in human carcinoma cell lines in vitro; Oncol Res (2006)
• 原著論文10: Berezikov E, van Tetering G, Verheul M, et al.; Many novel mammalian microRNA candidates identified by extensive cloning and RAKE analysis; Genome Res (2006)
• 原著論文11: Koinuma K, Kaneda R, Toyota M, et al.; Screening for genomic fragments that are methylated specifically in colorectal carcinoma with a methylated MLH1 promoter.; Carcinogenesis (2005)
• 原著論文12: Kaneda R, Ueno S, Yamashita Y, et al.; Genome-wide screening for target regions of histone deacetylases in cardiomyocytes; Circ Res (2005)
• 原著論文13: Fujiwara S, Yamashita Y, Choi YL, et al.; Transforming activity of the lymphotoxin-beta receptor revealed by expression screening; Biochem Biophys Res Commun (2005)
• 原著論文14: Choi YL, Moriuchi R, Osawa M, et al.; Retroviral expression screening of oncogenes in natural killer cell leukemia; Leuk Res (2005)
• 原著論文15: Tsutsumi C, Ueda M, Miyazaki Y, et al.; DNA microarray analysis of dysplastic morphology associated with acute myeloid leukemia; Exp Hematol (2004)
• 原著論文16: Mano H; Stratification of acute myeloid leukemia based on gene expression profiles; Int J Hematol (2004)
• 原著論文17: Kano Y, Akutsu M, Tsunoda S, et al.; Schedule-dependent synergism and antagonism between pemetrexed and paclitaxel in human carcinoma cell lines in vitro; Cancer Chemother Pharmacol (2004)
• 原著論文18: Kaneda R, Toyota M, Yamashita Y, et al.; High-throughput screening of genome fragments bound to differentially acetylated histones; Genes Cells (2004)
• 原著論文19: Choi YL, Makishima H, Ohashi J, et al.; DNA microarray analysis of natural killer cell-type lymphoproliferative disease of granular lymphocytes with purified CD3(-)CD56(+) fractions; Leukemia (2004)
• 原著論文20: Araki H, Katayama N, Yamashita Y, et al.; Reprogramming of human postmitotic neutrophils into macrophages by growth factors; Blood (2004)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-09-24
• 更新日: -