ＡＴＬの腫瘍化並びに急性転化、病型変化に関連する遺伝子群の探索と病態への関与の研究

文献情報

• 文献番号: 201313039A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: ＡＴＬの腫瘍化並びに急性転化、病型変化に関連する遺伝子群の探索と病態への関与の研究
• 課題番号: H23-３次がん-一般-009
• 研究年度: 平成25(2013)年度
• 研究代表者(所属機関): 瀬戸 加大(愛知県がんセンター研究所 遺伝子医療研究部)

研究分担者(所属機関)

• 都築　忍(愛知県がんセンター研究所　遺伝子医療研究部)
• 大島　孝一(久留米大学医学部　病理学教室)
• 宇都宮　與(慈愛会今村病院分院　血液内科)
• 今泉　芳孝(長崎大学病院　原医研内科)

• 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23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成25(2013)年度
• 研究費: 10,584,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

ATLにおいては、いくつかの遺伝子がゲノム異常や発現異常を示しており、がん関連遺伝子の候補として報告 されている。しかし、機能的側面の検討や遺伝子変異検索までの詳細な検討がなされた遺伝子は現在までほとんどない。今回の研究では、慢性型ATLと急性型あるいはリンパ腫型ATLのゲノム異常を比較し、発現解析、エピゲ ノム解析および機能解析も組み合わせることで、ATL の病態により重要な働きをしている遺伝子異常を同定し、 臨床的に有用なマーカーの確立ならびに分子病態の解明を目的とする。

研究方法

慢性型と急性型ATLのゲノム異常比較については、慢性型27例、急性型35例の患者末梢血検体を共同研究者施設より得た。ATL細胞はCD4陽性であるため、CD4陽性細胞からDNA, RNAは抽出した。ゲノム異常解析は400K あるいは44K オリゴアレイグラスを用い、遺伝子発現解析には44K microarray Kitを用いた。予後評価のために、全生存期間(OS)と累積急性転化率を求めた。OSは診断日から原因を問わない死亡日、または最終フォローアップ日とした。累積急性転化率は、診断日から急性転化までの日数、あるいは治療介入日、または最終フォローアップ日とした。これらはKaplan-Meier法を用いて評価を行った。患者情報は共同研究施設より得た。

結果と考察

急性型ATLに特徴的なゲノム異常領域を明らかにした。27例の慢性型ATLならびに35例の急性型ATLを対象とし、オリゴアレイCGHでそのゲノム異常解析を実施した。両病型のゲノム異常様式は似通っていたが、急性型ATLでのみ高頻度に認めるゲノム異常部位が存在していた。9p21.3部のゲノム欠失は慢性型ATLと比べて急性型ATLで特に有意であり特徴的であったので、責任遺伝子を同定したところ、CDKN2A遺伝子であった。遺伝子導入実験により、機能的に検討したところ、CDKN2A遺伝子がコードするINK4aとARFのうち、INK4aがより強い増殖抑制効果を有していた。また、それ以外の領域の責任遺伝子として、CD58(1p13)、CCDC7(10p11.2)、ITGB1(10p11.2)を明らかにした。予後との関連の解析では、1)慢性型ATLでCDKN2A異常を含む細胞周期制御遺伝子の異常を有するグループは急性転特徴的に見られた。2)CD58を欠失する症例はごく早期に急性転化をしていた。3)細胞周期制御遺伝子異常かCD58 の欠失があるものは有意に急性転化が起こりやすい。また、ATLの発症機構解析のモデルとして、これまでにマウス胎児肝細胞からin vitroで誘導した正常T細胞にMyc, Bcl2, Ccnd1を導入し、ATLと同様のCD4陽性T細胞リンパ腫を作成することに成功していた。そこで、p16ノックアウトマウスＴ細胞にATLに異常の認められる遺伝子を含む複数のATL関連遺伝子を導入し、急性型ATL類似のT細胞性リンパ腫モデルを作成しつつある。そのモデルはin vitroでhigh-through putの治療薬の探索を可能とし。さらに、in vivoで実際の治療効果をテストできるので、産学協同でこれらの方向性を実現したい。

結論

1.慢性型と急性型ATL、両病型のゲノム異常様式は似通っていたが、急性型ATLでのみ高頻度に認めるゲノム異常部位が存在していた。
2.9p21.3部のゲノム欠失は慢性型ATLと比べて急性型ATLで特に有意であり特徴的であったので、責任遺伝子を同定したところ、CDKN2A遺伝子であり、遺伝子導入実験により機能的に検討したところ、CDKN2A遺伝子がコードするINK4aとARFのうち、INK4aがより強い増殖抑制効果を有していることが判明した。また、それ以外の領域の責任遺伝子として、CD58(1p13)、CCDC7(10p11.2)、ITGB1(10p11.2)を明らかにした。
3.予後との関連の解析では、1)慢性型ATLでCDKN2A異常を含む細胞周期制御遺伝子の異常を有するグループは急性転特徴的に見られた。2)CD58を欠失する症例はごく早期に急性転化をしていた。3)細胞周期制御遺伝子異常かCD58 の欠失があるものは有意に急性転化が起こりやすい。
4.ATLの発症機構解析のモデルとして、p16ノックアウトマウスＴ細胞にATLに異常の認められる遺伝子を含む複数のATL関連遺伝子を導入することで、急性型ATL類似のT細胞性リンパ腫モデルができつつある。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-09-02
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201313039B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: ＡＴＬの腫瘍化並びに急性転化、病型変化に関連する遺伝子群の探索と病態への関与の研究
• 課題番号: H23-３次がん-一般-009
• 研究年度: 平成25(2013)年度
• 研究代表者(所属機関): 瀬戸 加大(愛知県がんセンター研究所 遺伝子医療研究部)

研究分担者(所属機関)

• 加留部　謙之輔(愛知県がんセンター研究所　遺伝子医療研究部)
• 都築　忍(愛知県がんセンター研究所　遺伝子医療研究部)
• 大島　孝一(久留米大学医学部　病理学教室)
• 宇都宮　與(慈愛会今村病院分院　血液内科)
• 今泉　芳孝(長崎大学病院　血液内科)

• 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23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成25(2013)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

慢性型ATLと急性型ATLのゲノム異常比較については、慢性型27例、急性型35例の患者末梢血検体を共同研究者施設より得ることができた。ATL腫瘍細胞はCD4陽性細胞を精製し、DNA、RNAを抽出した。ゲノム異常解析はオリゴアレイグラスを用い、遺伝子発現解析には44Kマイクロアレイキットを用いた。今泉と宇都宮は様々な臨床データと相関させ、急性転化のマーカー、予後不良マーカーについて検討した。大島はTax-specific CTLとFoxP3の発現の関連をATLのリンパ腫において研究を行った。また、都築はマウス正常T細胞培養系を用いてATLで異常の認められる複数のがん関連遺伝子を導入することでATL様マウス腫瘍モデルの作成を試みた。

研究方法

慢性型ATLと急性型ATLのゲノム異常比較については、慢性型27例、急性型35例の患者末梢血検体を共同研究者施設より得ることができた。ATL腫瘍細胞はCD4陽性細胞を精製し、DNA、RNAを抽出した。ゲノム異常解析はオリゴアレイグラスを用い、遺伝子発現解析には44Kマイクロアレイキットを用いた。今泉と宇都宮は様々な臨床データと相関させ、急性転化のマーカー、予後不良マーカーについて検討した。大島はTax-specific CTLとFoxP3の発現の関連をATLのリンパ腫において研究を行った。また、都築はマウス正常T細胞培養系を用いてATLで異常の認められる複数のがん関連遺伝子を導入することでATL様マウス腫瘍モデルの作成を試みた。

結果と考察

慢性型と急性型ATLのゲノム異常様式は良く似通っていた。特に 1p増幅、3p増幅、6q欠失、7q増幅、9q欠失、14q増幅、19増幅は両者で20%異常を認めた。一方で、1p13.1の欠失、3qの増幅、9p21.3の欠失、10p11の欠失は急性型で特に特徴的であったので、これらは、急性転化に関与しているゲノム異常である可能性がある。CDKN2Aの欠失はATLの病態生理にとって重要な働きを有し、かつ慢性型ATLから急性型への移行にも関与していることが示唆された。CDKN2AはCell cycleを制御する重要な遺伝子であるので、急性転化に関係することが示唆された。そこでCell cycle関連遺伝子群の異常の有無に着目して、臨床病態との相関を検討するために、慢性型ATLを分類すると、27例中18例が1つ以上Cell cycle関連遺伝子の異常を有し(Cell cycle Alteration群）、9例は一つも認めなかった（Clean群）。これらCell cycle Alteration群はClean群に比べて有意に予後不良であり、後に急性転化が生じている傾向を認めた。Cell cycle関連遺伝子異常は、慢性型患者での急性転化予測ならびに予後予測の有用なマーカーとなりうる。また、Tax-specific CTLとFOXp3の免疫病理学的検討ではATLLのリンパ節病変内にはTax-specific CTL が認められ、また、Tax-specific CTL数は、FOXp3陽性の症例では優位に低い傾向がみられた。マウス実験モデルとして、ATLに関連の深い遺伝子の組み合わせとしてHBZ, TCR関連シグナル遺伝子X、抗アポトーシス遺伝子Yの３者によりATL様T細胞腫瘍ができつつある。

結論

1. 慢性型と急性型ATL、両病型のゲノム異常様式は似通っていたが、急性型ATLでのみ高頻度に認めるゲノム異常部位が存在していた。
2. 9p21.3部のゲノム欠失は慢性型ATLと比べて急性型ATLで特に有意であり特徴的であった。その責任遺伝子はCDKN2A遺伝子であった。また、それ以外の領域の責任遺伝子として、CD58(1p13)、CCDC7(10p11.2)、ITGB1(10p11.2)を明らかにした。
3. 予後との関連の解析では、1.慢性型ATLでCDKN2A異常を含む細胞回転制御遺伝子の異常を有するグループは急性転特徴的に見られた。2.CD58を欠失する症例はごく早期に急性転化をしていた。3.細胞回転制御遺伝子異常かCD58 の欠失があるものは有意に急性転化が起こりやすい。
4. ATLLのリンパ節病変内にはTax-specific CTL が認められ、また、Tax-specific CTL数は、FOXｐ3 陽性の症例では優位に低い傾向がみられた。
5. ATLの発症機構解析のモデルとして、p16ノックアウトマウスＴ細胞にATLに異常の認められる遺伝子を含む複数のATL関連遺伝子を導入し、急性型ATL類似のT細胞性リンパ腫モデルができつつある。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-09-02
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201313039C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 慢性型と急性型ATLのゲノム異常比較において、両者に共通する初期の変化と思われる増幅領域6ヶ所、欠失領域2ヶ所を明らかにした。慢性型にのみ特徴的な領域は認めなかったが、急性型に特徴的な4領域を見いだし、遺伝子発現解析と比較することで、そのうちの3領域から責任遺伝子を見いだした。また、一患者個体の中に複数のクローンが存在することを明らかにした。
• 臨床的観点からの成果: 急性型に特徴的なゲノム異常領域のうち3q増幅以外の1p13.1(CD58)、10p11.2(CCDC7とITGB1)、9p21.3(CDKN2A)の3欠失領域から責任遺伝子を見いだした。これらは慢性型ATLの急性転化予測マーカーとして有用であることが示唆された。また、一人のATL患者の中に複数のクローンが存在することがATLの治療抵抗性の一端を担っている可能性が示唆された。
• 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: 細胞周期遺伝子異常とCD58欠失は慢性型ATLのよい予後予測マーカーであることが明らかになったので、治療の層別化に取り入れられることが期待できる。
• その他のインパクト: ATLのゲノム異常の解析から明らかになった遺伝子も取り入れて、複数の遺伝子を正常T細胞の培養系で遺伝子導入することにより、ATLのマウスモデルの作成を試みたところ、フラワー細胞の出現を認めるT細胞リンパ腫が作成できた。今後詳細に検討し、真に有用なモデルかどうか検討し、治療実験などに用いたい。

発表件数

• 原著論文（和文）: 4件
• 原著論文（英文等）: 60件
• その他論文(和文): 7件
• その他論文(英文等): 7件
• 学会発表(国内学会): 54件
• 学会発表(国際学会等): 15件
• その他成果(特許の出願): 0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: Umino A, Nakagawa M, Utsunomiya A, et al.; Clonal evolution of adult T-cell leukemia/lymphoma takes place in lymph node.; Blood , 117 (20) , 5473-5778 (2011); 10.1182/blood-2010-12-327791.
• 原著論文2: Nakagawa M, Tsuzuki S, Honma K, et l.; Synergistic effect of Bcl2, Myc and Ccnd1 transforms mouse primary B-cells into malignant cells.; Haematologica , 96 (9) , 1318-1326 (2011); 10.3324/haematol.2011.041053.
• 原著論文3: Sasaki D, Imaizumi Y, Hasegawa H, et al.; Overexpression of enhancer of zeste homolog 2 with trimethylation of lysine 27 on histone H3 in adult T-cell leukemia/lymphoma as a target for epigenetic therapy.; Haematologica , 96 (5) , 712-719 (2011); 10.3324/haematol.2010.028605.
• 原著論文4: Kannagi M, Hasegawa A, Kinpara S, et al.; Double control systems for human T-cell leukemia virus type 1 (HTLV-1) by innate and acquired immunity.; Canter Sci , 102 (4) , 670-676 (2011); 10.1111/j.1349-7006.2011.01862.x.
• 原著論文5: Uota S, Dewan MZ, Saitoh Y, et al.; An IκB kinase 2 inhibitor IMD-0354 suppresses the survival of adult T-cell leukemia cells.; Cancer Sci , 103 (1) , 100-106 (2011); 10.1111/j.1349-7006.2011.02110.x.
• 原著論文6: Shimizu-Kohno K, Satou Y, Arakawa F, et al.; Detection of HTLV-1 by means of HBZ gene in situ hybridization in formalin-fixed and paraffin-embedded tissues.; Cancer Sci , 102 (7) , 1432-1436 (2011); 10.1111/j.1349-7006.2011.01946.x.
• 原著論文7: Yoshida N, Umino A, Liu F, et al.; Identification of multiple subclones in peripheral T-cell lymphoma, not otherwise specified with genomic aberrations.; Cancer Medicine , 1 (3) , 289-294 (2012); 10.1002/cam4.34.
• 原著論文8: Kiyasu J, Aoki R, Tanaka PY, et al; FOXP3(+) regulatory and TIA-1(+) cytotoxic T lymphocytes in HIV-associated Hodgkin lymphoma.; Pathol Int , 62 (2) , 77-83 (2012); 10.1111/j.1440-1827.2011.02754.x.
• 原著論文9: Sugata K, Satou Y, Yasunaga J, et al.; HTLV-1 bZIP factor impairs cell-mediated immunity by suppressing production of Th1 cytokines.; Blood , 119 (2) , 434-444 (2012); 10.1182/blood-2011-05-357459
• 原著論文10: Kannagi M, Hasegawa A, Takamori A, et al.; The roles of acquires and innate immunity in human T-cell Luekemia virus type 1-mediated diseases.; Frontiers in Microbiology , 3 , 323- (2012); 10.3389/fmicb.2012.00323.
• 原著論文11: Ishida T, Hishizawa M, Kato K, et al.; Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation for adult T-cell leukemia-lymphoma with special emphasis on preconditioning regimen: a nationwide retrospective study.; Blood , 120 (8) , 1734-1741 (2012); 10.1182/blood-2012-03-414490.
• 原著論文12: Satou Y, Utsunomiya A, Tanabe J, et al; HTLV-1 modulates the frequency and phenotype of FoxP3+CD4+ T cells in the HTLV-1 infected individuals.; Retrovirology , 9 , 46- (2012); 10.1186/1742-4690-9-46.
• 原著論文13: Katsuya H, Yamanaka T, Ishitsuka K, et al.; Prognostic index for acute- and lymphoma-type adult T-cell leukemia/lymphoma.; J Clin Oncol , 30 (14) , 1635-1640 (2012); 10.1200/JCO.2011.38.2101.
• 原著論文14: Kanda J, Hishizawa M, Utsunomiya A, et al.; Impact of graft-versus-host disease on outcomes after allogeneic hematopoietic cell transplantation for adult T-cell leukemia: a retrospective cohort study.; Blood , 119 (9) , 2141-2148 (2012); 10.1182/blood-2011-07-368233.
• 原著論文15: Umino A, Seto M.; Array CGH Reveals Clonal Evolution of Adult T-Cell Leukemia/Lymphoma.; Methods Mol Biol , 973 , 189-196 (2013); 10.1007/978-1-62703-281-0_12.
• 原著論文16: Itonaga H, Tsushima H, Taguchi J, et al.; Treatment of relapsed adult T-cell leukemia/lymphoma after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation: the Nagasaki Transplant Group experience.; Blood , 121 (1) , 219-225 (2013); 10.1182/blood-2012-07-444372. E
• 原著論文17: Arita K, Maeda-Kasugai Y, Ohshima K, et al.; Generation of mouse models of lymphoid neoplasm using retroviral gene transduction of in vitro-induced germinal center B and T cells.; Exp Hematol , 41 (8) , 731-741 (2013); 10.1016/j.exphem.2013.04.001.
• 原著論文18: Yoshida N, Nishikori M, Izumi T, et al.; Primary peripheral T-cell lymphoma, not otherwise specified of the thyroid with autoimmune thyroiditis.; Br J Haematol , 161 (2) , 214-223 (2013); 10.1111/bjh.12255.
• 原著論文19: Asanuma S, Yamagishi M, Kawanami K, et al.; Adult T-cell leukemia cells are characterized by abnormalities of Helios expression that promote T-cell growth.; Cancer Sci , 104 (8) , 1097-1106 (2013); 10.1111/cas.12181.
• 原著論文20: Kinpara S, Kijiyama M, Takamori A,; Interferon-α (IFN-α) suppresses human T-lymphotropic virus type-1 (HTLV-1) gene expression and cell cycling, while IFN-α combined with zidovudin induces p53 signaling and apoptosis in HTLV-1- infected cells.; Retrovirology , 10 , 52- (2013); 10.1186/1742-4690-10-52.

公開日・更新日

• 公開日: 2015-04-28
• 更新日: 2017-06-23

収支報告書

• 文献番号: 201313039Z
• 報告年月日: 2014年11月25日

収入

• (1)補助金交付額: 12,700,000円
• (2)補助金確定額: 12,700,000円
• 差引額 [(1)-(2)]: 0円

支出

研究費 (内訳)	直接研究費	物品費	8,610,050円
		人件費・謝金	813,440円
		旅費	343,530円
		その他	816,980円
	間接経費		2,116,000円
	合計		12,700,000円

備考

• 備考: -

公開日・更新日

• 公開日: 2015-10-14
• 更新日: -