Functional analysis and clinical application of linear ubiquitin chain assembly complex LUBAC in normal hematopoiesis and leukemia

线性泛素链组装复合物LUBAC在正常造血和白血病中的功能分析及临床应用

• 批准号: 20J10521
• 负责人: 神保 光児
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10521/
• 关键词: 造血幹細胞; 骨髄性白血病; ユビキチンリガーゼ; 直鎖状ユビキチン鎖生成酵素 (LUBAC); HOIP; NF-κB経路; アポトーシス; 造血器悪性腫瘍; 急性骨髄性白血病; 慢性骨髄性白血病急性転化; 造血; プログラム細胞死

本研究は直鎖状ユビキチン鎖生成酵素 (LUBAC) が正常造血と骨髄性白血病に及ぼす影響を検討し、造血不全の病態解明や骨髄性白血病における新規治療標的の可能性を探索することを目的とした。正常造血への影響を評価するため、まず野生型マウス骨髄細胞において、LUBAC構成要素 (Hoip, Hoil1l, Sharpin) が発現していることを確認した。続いてLUBACの酵素活性中心を担うHoipのコンディショナルノックアウトマウスを用いた。Hoip欠損は成体マウスの造血を抑制し、造血幹細胞のin vitroでのコロニー形成能低下、競合移植実験でのキメリズム低下に寄与した。これらの結果からLUBAC活性は成体型造血の維持や造血幹細胞の機能に必要であることが示された。続いて骨髄性白血病への影響を評価した。骨髄性白血病細胞でもLUBAC構成要素が広範に発現していることを確認した。続いてマウスの骨髄細胞に特定のがん誘導遺伝子を導入しマウス骨髄性白血病モデルを構築した。このモデルにおいて、Hoip欠損はコロニー形成能の低下、in vivoでの生存延長、骨髄・脾臓における腫瘍量の減少、IκBα発現亢進、リン酸化p65の発現低下、アポトーシスの増加に寄与していた。よって、LUBACがNF-κB経路とアポトーシスの制御を介して、骨髄性白血病の進展に関わることが示唆された。さらに、LUBAC阻害物質は成体マウスの正常造血を一時的に阻害したのに対し、マウス骨髄性白血病モデルの生存を有意に延長し、患者由来AML細胞の異種移植モデルの腫瘍量も有意に減少させた。これらの結果から、LUBAC活性は成体型造血、骨髄性白血病のいずれにも必要であることが示唆され、LUBAC阻害の感受性が骨髄性白血病でより高いことからLUBACが骨髄性白血病の治療標的となる可能性も示唆された。

本研究的目的是探讨线性泛素链合酶（LUBAC）对正常造血和粒细胞白血病的影响，阐明造血功能障碍的发病机制并探索粒细胞白血病新的治疗靶点的可能性。为了评估对正常造血功能的影响，我们首先证实LUBAC成分（Hoip、Hoil1l、Sharpin）在野生型小鼠骨髓细胞中表达。接下来，我们使用了 Hoip 的条件敲除小鼠，Hoip 在 LUBAC 酶活性中心发挥作用。 Hoip 缺陷会抑制成年小鼠的造血功能，导致体外造血干细胞集落形成能力下降，并在竞争性移植实验中降低嵌合性。这些结果表明LUBAC活性对于维持成体造血和造血干细胞的功能是必需的。接下来，评估对骨髓性白血病的效果。我们证实LUBAC成分在骨髓性白血病细胞中广泛表达。接下来，将特定的致癌基因引入小鼠骨髓细胞，构建小鼠骨髓性白血病模型。在该模型中，Hoip 缺陷导致集落形成能力下降、体内存活时间延长、骨髓和脾脏肿瘤负荷减少、IκBα 表达增加、磷酸化 p65 表达减少以及细胞凋亡增加。因此，提示LUBAC通过调节NF-κB通路和细胞凋亡参与粒细胞白血病的进展。此外，LUBAC 抑制剂会暂时抑制成年小鼠的正常造血功能，而在小鼠骨髓性白血病模型中显着延长存活时间，并且在患者来源的 AML 细胞异种移植模型中显着降低肿瘤负荷。这些结果表明，成人造血和粒细胞白血病都需要LUBAC活性，并且粒细胞白血病对LUBAC抑制的敏感性更高，这也提示了LUBAC成为粒细胞白血病治疗靶点的可能性。

项目成果

Deficiency of the E3 ligase Hoip impairs adult hematopoiesis and myeloid leukemia

E3 连接酶 Hoip 缺陷会损害成人造血功能和骨髓性白血病

• 发表时间: 2021
• 作者: X. Yang;X. Yang;H. Gu;K. Kawai;K. Arima;K. Yamamura,;Koji Jimbo; Shuhei Koide; Takahiro Ito; Arinobu Tojo; Katsuhiro Sasaki; Kazuhiro Iwai; Atsushi Iwama; Yasuhito Nannya; Takaaki Konuma
• 通讯作者: Koji Jimbo; Shuhei Koide; Takahiro Ito; Arinobu Tojo; Katsuhiro Sasaki; Kazuhiro Iwai; Atsushi Iwama; Yasuhito Nannya; Takaaki Konuma

Immunoglobulin Superfamily Member 8 Is Indispensable for Myeloid Leukemia Via Wnt/β-catenin Signaling Pathway

免疫球蛋白超家族成员 8 通过 Wnt/β-catenin 信号通路对于髓系白血病不可或缺

• 发表时间: 2020
• 作者: Koji Jimbo;Takaaki Konuma;Takahiro Ito;Yaeko Nakajima-Takagi;Atsushi Iwama and Arinobu Tojo
• 通讯作者: Atsushi Iwama and Arinobu Tojo

Telomere length in CD4+ and CD8+ T cells among long-term survivors of adults after single cord blood transplantation.

单脐血移植后成人长期幸存者 CD4 和 CD8 T 细胞的端粒长度。

• DOI: 10.1111/ejh.13385
• 发表时间: 2020
• 期刊: Eur J Haematol.
• 作者: Jimbo K;Konuma T;Mizukami M;Nagai E;Oiwa-Monna M;Isobe M;Kato S;Takahashi S;Tojo A.
• 通讯作者: Tojo A.

Immunoglobulin superfamily member 8 is a critical regulator for myeloid leukemia

免疫球蛋白超家族成员 8 是髓系白血病的关键调节因子

• 发表时间: 2020
• 作者: Shimizu J;Yamano Y;Kawahara K;Suzuki N.;Koji Jimbo，Takaaki Konuma，Takahiro Ito，Yaeko Nakajima， Atsushi Iwama，Arinobu Tojo
• 通讯作者: Koji Jimbo，Takaaki Konuma，Takahiro Ito，Yaeko Nakajima， Atsushi Iwama，Arinobu Tojo