文献情報
文献番号
201220023A
報告書区分
総括
研究課題名
ゲノミクス解析に基づく白血病の新規分類法開発
課題番号
H22-3次がん-一般-024
研究年度
平成24(2012)年度
研究代表者(所属機関)
間野 博行(自治医科大学 医学部)
研究分担者(所属機関)
- 宮崎 泰司(長崎大学 医学部歯学部附属病院 )
- 永井 正(自治医科大学 医学部)
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22(2010)年度
研究終了予定年度
平成24(2012)年度
研究費
26,924,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書(概要版)
研究目的
我々は広く我が国の白血病症例からCD133陽性白血病芽球分画のみを純化保存するバンク事業を行い既に1000例に及ぶ芽球ストックを整備したと共に、エラー率の極めて低い次世代シークエンサー解析技術を新たに開発した。本研究計画では、次世代シークエンサーを用いて上記検体バンクを大規模にリシークエンスし、配列異常の面から造血器腫瘍の新たな分子診断マーカーおよび発症原因異常の探索を目指すとともに、白血病に存在する遺伝子異常がどのようなメカニズムで造腫瘍性を獲得するかを検討する。
研究方法
がん関連遺伝子セットのcDNAをexon captureする手法「cDNAキャプチャー法」を用いて、白血病芽球分画および白血病細胞株から変異遺伝子をスクリーニングする。また同じ細胞から調製したcDNAを用いてレトロウィルスcDNA発現ライブラリーを構築し、発がん能を有する遺伝子を同定した。この領すクリーニングを組み合わせて解析する事で、配列変異があり、かつ発がん能を有する異常遺伝子を同定する。
結果と考察
cDNA capture法を用いてCML細胞株KCL-22における細胞増殖関連遺伝子の解析を行った結果、同細胞株に低分子量GタンパクをコードするRAC2 cDNAのc203_204CC>AA変異が存在し、本変異の結果RAC2タンパクの29番目のアミノ酸であるプロリンがグルタミンに置換されることが明らかになった。驚くべき事にRAC2(P29Q)は極めて強いがん化能を有しており、3T3細胞の形質転換フォーカスを生じるだけでなく、代表的ながん遺伝子であるNRAS(Q61K)よりも強く、3T3細胞の足場非依存性増殖を誘導した。さらに様々なヒトがん細胞株においてRAC1/RAC2/RAC3およびNRAS/KRAS/HRASの変異の有無をスクリーニングしたところ、RAC1(P29S)、RAC1(N92I)、RAC1(C157Y)、RAC2(P29L)などの発がん原医が存在することを明らかにした。興味深いことに線維肉腫細胞株HT1080はRAC1(N92I)と別の低分子量GタンパクであるNRAS(Q61K)の両者を同時に保有していた。どちらの変異が発がんに本質的な役割を有しているかを検証する目的で、同細胞株にRAC1およびNRASのsiRNAを導入したところ、NRAS siRNAでは細胞死は誘導されず、RAC1 siRNA導入によってのみ著明な細胞死が誘導された。一方、ELF4による転写活性化は野生型NPM1によって抑制され、変異型NPM1によって増強された。その活性は細胞に導入した野生型/変異型NPM1遺伝子の量比によって変化した。またCalcineurinの阻害分子として知られるRCAN1が、AML患者の骨髄単核細胞およびAML、急性リンパ性白血病でも高頻度に発現する事を確認した。ヒトAML細胞株HL60のRCAN1発現を抑制したところ、1%FBS存在下でアポトーシスが誘導され、生存細胞数およびメチルセルロース培地上でのコロニー形成能が著明に低下した。
結論
CML細胞株から全く新しいがん遺伝子RAC2(P29L)を発見した。さらに解析対象を広げることで、RACファミリータンパクは様々なヒト腫瘍の直接的な発症原因となることが明らかになり、変異RASより強力ながん遺伝子であることを確認した。この事はさらに、(1)RASファミリーの変異それ自体では発がん能が不十分であるため、実際の発がんには他のがん遺伝子を必要とすること、(2)おそらくそのためにRAS機能をブロックするだけでは治療効果が乏しいこと、(3)RACファミリーのがん化変異はRASファミリーのそれに比べて相対的に強力な発がん能を持つ事、(4)RACとRASのがん化変異が共存することは、おそらく両者は異なった細胞内系路を利用して細胞増殖をもたらすこと、などを示唆している。またELF4およびRCAN1の発現が共に白血病発症に促進的に働く事も明らかになった。
公開日・更新日
公開日
2013-05-28
更新日
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