スプライシング関連遺伝子異常による骨髄異形成症候群の発症機構解明

阐明剪接相关基因异常引起的骨髓增生异常综合征的发病机制

• 批准号: 17J05245
• 负责人: 越智 陽太郎
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J05245/
• 关键词: 骨髄異形成症候群; 急性骨髄性白血病; コヒーシン; STAG2; RUNX1; エピジェネティクス; 染色体3次元構造; スプライシング; RNAスプライシング

本研究は、骨髄異形成症候群(MDS)の発症機構を遺伝子変異、および変異により誘導されるエピジェネティクス異常の観点から解明し、患者の新規治療開発および予後向上に資することを目的とする。研究計画のうち、スプライシング遺伝子の一つであるZrsr2の条件的ノックアウトマウスを作成し、表現型の解析を行ったほか、同遺伝子欠失がもたらすスプライシング異常をRNAシーケンスで詳細に評価したが、同マウスはわずかな表現型を示すにとどまり、造血器腫瘍を発症しなかった。次に、MDSに高頻度に認められるコヒーシン遺伝子変異の機能解析のため、変異標的の一つであるSTAG2について、ノックアウト(KO)マウスを作成した。Stag2 KOマウスでは、造血細胞の分化異常を生じたが、MDSは発症しなかった。一方、追加でRunx1 KOを行ったStag2/Runx1両遺伝子KOマウスでは、分化障害が増強し、全例がMDSを発症し死亡した。MDS発症の分子機構解明のため、ATACシーケンス、ChIPシーケンス、Hi-C解析などの統合的なエピゲノム解析を行ったところ、Stag2/Runx1 KOにより、エンハンサー・プロモーター間の染色体ループ形成が協調的に障害され、転写一時停止を引き起こしやすい遺伝子群の発現低下に帰結することを示した。以上より、MDS発症には複数遺伝子変異が重要な役割を果たし得ること、複数遺伝子変異異常により生じる協調的なエピジェネティック制御、特に染色体3次構造の破綻が同疾患発症に重要である可能性を示した。上記に関連した研究成果について、日本血液学会、日本癌学会などで口頭発表を行ったほか、米国癌学会誌であるCancer Discovery誌に成果を報告した(Ochi et al. Cancer Discov. 2020 Apr 5)。

这项研究旨在从突变引起的遗传突变和表观遗传异常的角度阐明骨髓增生综合征（MDS）的机制，并为患者的新治疗发展做出贡献并改善预后。在研究计划中，创建了ZRSR2的有条件敲除小鼠，并创建了一个剪接基因，并进行了表型分析，并使用RNA测序详细评估了由基因缺失引起的剪接异常，但仅使用RNA测序详细评估了小鼠，但仅表现出小型表型，并且没有表现出一个小型表型，并且没有发展出造血性肿瘤肿瘤。接下来，为突变靶标之一的Stag2创建了敲除（KO）小鼠，以分析在MDS中经常观察到的粘着蛋白基因突变的功能。在Stag2 KO小鼠中，发生造血细胞异常分化，但没有发生MDS。另一方面，在经历了额外的Runx1 KO的Stag2/Runx1基因KO小鼠中，分化障碍增加了，所有病例都会发展为MDS并死亡。为了阐明MDS开发的分子机制，我们进行了综合表观基因组分析，例如ATAC测序，芯片测序和HI-C分析，并表明STAG2/RUNX1 KO协调增强子和启动子之间的染色体环的形成，导致基因表达的下降可能引起转录型的表达。从以上表明，多个基因突变可以在MD的发展中起重要作用，并且由多个基因突变中异常引起的合作表观遗传调节，尤其是染色体三级结构的崩溃，可能对疾病的发展很重要。与上述有关的研究结果是在日本血液学和日本癌症学会上口服的，还报告了癌症发现的结果，《美国癌症学会杂志》（Ochi等人Cancer Cancer Discov。2020年4月5日）。

项目成果

Stag2 regulates hematopoietic differentiation and self-renewal

Stag2 调节造血分化和自我更新

• 发表时间: 2018
• 作者: Yotaro Ochi;Ayana Kon;Masahiro Marshall Nakagawa;Keisuke Kataoka;Kenichi Yoshida;Haruhiko Koseki;Manabu Nakayama;Akinori Yoda;Hideki Makishima;Akifumi Takaori-Kondo2;and Seishi Ogawa
• 通讯作者: and Seishi Ogawa

Clonally related diffuse large B-cell lymphoma and interdigitating dendritic cell sarcoma sharing MYC translocation

• DOI: 10.3324/haematol.2018.193490
• 发表时间: 2018-10-31
• 期刊: HAEMATOLOGICA
• 影响因子: 10.1
• 作者: Ochi, Yotaro;Hiramoto, Nobuhiro;Ishikawa, Takayuki
• 通讯作者: Ishikawa, Takayuki

Molecular profiling of blastic transformation in chronic myeloid leukemia

慢性粒细胞白血病母细胞转化的分子谱分析

• 发表时间: 2018
• 作者: Kataoka Keisuke;Iwanaga Masako;Yasunaga Jun-ichirou;et al.;越智陽太郎;越智陽太郎;越智陽太郎
• 通讯作者: 越智陽太郎

Combined Stag2/Runx1 loss causes myelodysplastic syndrome through perturbed enhancer interactions

Stag2/Runx1 联合缺失通过扰乱增强子相互作用导致骨髓增生异常综合征

• 发表时间: 2019
• 作者: Kataoka Keisuke;Iwanaga Masako;Yasunaga Jun-ichirou;et al.;越智陽太郎
• 通讯作者: 越智陽太郎

Molecular pathogenesis of disease progression in MLL-rearranged AML.

• DOI: 10.1038/s41375-018-0253-3
• 发表时间: 2019-03
• 期刊: Leukemia
• 影响因子: 11.4
• 作者: Kotani S;Yoda A;Kon A;Kataoka K;Ochi Y;Shiozawa Y;Hirsch C;Takeda J;Ueno H;Yoshizato T;Yoshida K;Nakagawa MM;Nannya Y;Kakiuchi N;Yamauchi T;Aoki K;Shiraishi Y;Miyano S;Maeda T;Maciejewski JP;Takaori-Kondo A;Ogawa S;Makishima H
• 通讯作者: Makishima H