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順天堂大学大学院 各研究分野紹介 人体の生命機能

研究


 

研究について

 

順天堂大学血液内科では、
日々の診療で生まれる疑問をもとに、その疑問を解明するための研究を大切にしています。そして何より、より良い治療に繋げるための橋渡し研究(トランスレーショナルリサーチ)にとても力を入れています。
研究対象としている疾患は白血病・悪性リンパ腫・骨髄異形成症候群・多発性骨髄腫・骨髄増殖性腫瘍など多岐にわたります。発症メカニズムの解明、新規ターゲットの同定、診断技術の改善、移植治療の向上を目指す研究、新規がん免疫療法の開発など、画期的な橋渡し研究を行い、その研究成果を治療へ還元することを念頭においた研究を積極的に展開しています。
臨床系の研究室ならではの強みを生かし、基礎研究で得た知見を実際の治療開発につなげる橋渡し研究と、臨床検体を用いて得た結果を解析してより良い治療につなげる研究の双方を実践しています。

主な研究内容は、

  1. 1.ウイルス関連リンパ腫における病態解明と新規治療法の開発
  2. 2.難治性血液腫瘍に対する新規がん免疫療法の研究開発
  3. 3.移植における免疫再構築の解析
  4. 4.骨髄増殖性腫瘍発症メカニズムの解明
  5. 5.血液疾患に対する遺伝子診断技術の開発とその臨床応用
  6. 6.慢性骨髄性白血病の早期診断法の確立と治癒を目指とした治療標的の探索
  7. 7.多発性骨髄腫の合併症に対する探索研究
  8. 8.ALアミロイドーシスに対する新規治療の開発

など多岐に亘ります。国内外の多くの研究機関と提携しながら,研究成果を治療へ還元することを念頭においた実践的研究を展開しています。

   
   

 

安藤 labについて

 

私たちの研究室では、難治性のがんに対する遺伝子免疫細胞療法について研究しています。
特にiPSC技術を用いる遺伝子免疫細胞療法を中心に研究開発を進めています。iPSC技術を用いるメリットは、疲弊したT細胞を若返らせるので、もとのT細胞より強力な抗腫瘍効果が期待できること、遺伝子導入やゲノム編集が容易であること、そして何よりもバンク化してストックできるためいつでも十分量の治療用T細胞を確保できることです。この技術を応用して、画期的で有効な治療を多くの方に提供できることを目標にしています。

1.iPSC由来抗原特異的T細胞療法の開発経緯

抗原特異的細胞傷害性T細胞(CTL)は私たちの体内でウイルス感染細胞やがん細胞を発見し攻撃する免疫応答の重要な役割を担っています。

CTLを体外で増幅し再び患者体内に戻すCTL療法は一部のがんにおいては寛解を得ることができると報告されていますが、多くのがんにおいては期待した効果が得られないのが問題です。
がん患者のCTLは慢性的に抗原に暴露されるので、CTLが疲弊してしまうためです。この問題を解決するために2013年に共同研究者である東京大学医科学研究所幹細胞治療部門中内啓光教授らはiPSC技術を用いてCTLを機能的に若返らせる技術開発に初めて成功しました。
しかし、当時iPSC由来CTLが抗腫瘍効果を持つか証明されていなかったので、マウスモデルを作成し、iPSC由来EBウイルス特異的CTLが実際にEBウイルス感染腫瘍を縮小できることを証明し報告しました。その後2017年に東大医科研幹細胞治療部門より順天堂大学に移動して研究室を立ち上げ、難治性リンパ腫に対するiPSC由来EBウイルス特異的CTL療法の臨床試験を目指した開発を継続し、前臨床試験を行っています。

またこの技術を応用し、様々な難治性がんを標的とした治療の開発を行っています。

2.ゲノム編集技術を用いる子宮頸がんに対するiPSC由来ユニバーサルCTL療法の開発

子宮頸がんはヒトパピローマウイルス感染が原因で発症します。我が国では現在ワクチン接種率が0.6%まで低迷しているので、今後子宮頸がん患者が急増することが懸念されています。子宮頸がんは妊娠、出産、子育てをする若い世代で罹患すると特に進行が早いため、マザーキラーとも呼ばれる病気です。大切な女性の命を守るための対策が必要です。

私たちはヒトパピローマウイルス特異的CTLをiPSC技術により若返らせ、増殖力と抗腫瘍効果を高めることに成功しています。患者自身からこのようなCTLを作製するのは難しく、時間もかかるので、最新のゲノム編集技術を用いて健常人ドナーから多くのHLA型に投与可能なユニバーサルCTLを作製しています。2018年よりAMED再生医療実現化ネットワーク(技術開発個別課題)、更に2021年より再生医療実用化研究事業の支援を受け、がんで苦しむ女性に早く届けられるよう研究開発を続けています。

3.次世代キメラ抗原受容体T細胞(CAR-T)療法の開発

CAR-T療法は非常に有望な遺伝子改変T細胞療法ですが、CAR-Tの疲弊、作製期間、再発などまだ乗り越えるべきいくつかの課題があります。私たちはこのような問題に取り組み、従来のCAR-T療法に比較してより効果の高い実用的なCAR-T療法の開発を目指しています。

また、安全性を確保するために、副作用発現時には症状消失できるよう、細胞死誘導システムであるiCaspase9安全システムを導入しているのも優れた特徴のひとつです。

4. キムリア 認定施設としてのCAR-T治療実績

順天堂大学医学部附属順天堂医院は、2020年2月27日に再発または難治性の白血病とリンパ腫の新たな治療薬である「CAR-T細胞(キムリア)療法」の提供可能施設として施設認定されました(登録責任者: 血液内科、輸血学研究室 先任准教授 安藤純)。現在までに多くの白血病とリンパ腫の患者さんに実際にキムリアの治療を行っております。

キムリア は、白血病細胞やリンパ腫細胞であるB細胞の表面に発現している「CD19」と呼ばれる抗原を特異的に認識することができ、B細胞(白血病やリンパ腫細胞)を特異的に攻撃することができます。キムリアの準備には、再生医療等安全性確保法に基づき製造管理・品質管理を行うセルプロセシングセンター(CPC)や合併症の管理を行う集中治療室等が必要であり、また施設には様々な体制や書類の整備も求められ、認定された施設のみで投与が可能です。

順天堂医院は、日本で12番目、都内で5番目の提供可能施設となりました。私たちは研究の経験と知識を実臨床に活かし、今後もより良い医療の提供を行なっていきます。

安藤 lab:https://www.andomlab.com/
   
   
 

MPN labについて

 

骨髄増殖性腫瘍発症メカニズムの解明

骨髄増殖性腫瘍(myeloproliferative neoplasms: MPN)は骨髄系腫瘍の一つで,現在ではWHO2016分類により慢性骨髄性白血病(chronic myeloid leukemia: CML),真性赤血球増加症(polycythemia vera: PV),本態性血小板血症(essential thrombocythemia: ET),原発性骨髄線維症(primary myelofibrosis: PMF)などに分類されています。近年,このなかでフィラデルフィア染色体陰性の古典的MPNと呼ばれるPV, ET, PMF患者の大多数において,JAK2,MPL,CALRといった遺伝子変異が共通して発見され,これらがドライバー遺伝子として,MPNを引き起こす上で重要な役割を果たしていることがわかってきました。
当研究室では,分子生物学的手法を用いて,これらの変異遺伝子の機能解析を行い,MPN発症の分子メカニズムを明らかにしようとしています。我々は,世界に先駆けて,変異型CALRがトロンボポエチン受容体であるMPLと相互作用し,下流のJAK2を恒常的に活性化することで,巨核球の異常な増殖や分化を引き起こしていることを報告し(論文1),MPN発症におけるCALR遺伝子変異の役割を明らかにしました(図1)。小胞体に局在する分子シャペロンであるCALRの,細胞の腫瘍化における役割はこれまで全く知られていなかったことから,現在,変異型CALRがどのようにして細胞を腫瘍化しているのかについて,さらに研究を進めています。また,CALR以外の変異遺伝子産物の機能解析も行なっています(論文2)。これらの解析によりMPN発症メカニズムの全貌を明らかとし,その知見に基づいた有効な治療法や予防法の開発を目標としています。

(図1)
発表論文

(1) Araki M, Yang Y, Masubuchi N, Hironaka Y, Takei H, Morishita S, Mizukami Y, Kan S, Shirane S, Edahiro Y, Sunami Y, Ohsaka A, Komatsu N. Activation of the thrombopoietin receptor by mutant calreticulin in CALR-mutant myeloproliferative neoplasms. Blood. 2016; 127(10): 1307-16.

(2) Liew EL, Araki M, Hironaka Y, Mori S, Tan TZ, Morishita S, Edahiro Y, Ohsaka A, Komatsu N. Identification of AIM2 as a downstream target of JAK2V617F. Exp Hematol Oncol. 2016; 5: 2.

血液疾患に対する遺伝子診断技術の開発とその臨床応用

当研究室では,MPNにおける遺伝子変異(JAK2,MPL,CALR)を簡便・正確に検出・定量する技術(ABC-PCR法,DARMS-PCR法,Q-clamp法など)を独自に開発し,診断に役立てています(論文1-5)。さらに北海道から九州まで,まさに日本全国の病院の先生方にご協力を頂き,これまでに延べ約5000人の患者様の遺伝子診断を行ってきました。これらの集積されたデータをもとに,本邦においても,PV患者の約95%がJAK2遺伝子変異を,ETおよびPMF患者の約80%がJAK2,MPL,CALRのいずれかの遺伝子変異を有し(図2),これらの頻度は欧米諸国と大きな差がないこと,一方で, 日本人のtriple-negative ET, PMF患者は欧米よりも若年発症することなどを報告しました(論文6-7)。
 また最近,MPN患者では,ドライバー遺伝子であるJAK2,MPL,CALRとともに,TET2,ASXL1,EZH2,IDH1/2といったエピゲノム制御に関わる遺伝子の変異が共存することが明らかになり,これらの遺伝子変異がMPN患者の生存率や白血病への移行率などに影響することが報告されています。当研究室でも次世代シークエンサーを用いて,これらの遺伝子変異の有無を調べる予定で,将来的には患者様ひとりひとりに沿った,きめ細やかな診断を可能とするシステムの確立を目指しています。

(図2)
発表論文

(1) Morishita S, Komatsu N, Kirito K, Koda AH, Sekiguchi Y, Tsuneda S, Noda N. Alternately binding probe competitive PCR as a simple, cost effective, and accurate quantification method for JAK2V617F allele burden in myeloproliferative neoplasms. Leuke Res. 2011; 35(12): 1632-6.

(2) Takei H, Morishita S, Araki M, Edahiro Y, Sunami Y, Hironaka Y, Noda N, Sekiguchi Y, Tsuneda S, Ohsaka A, Komatsu N. Detection of MPLW515L/K mutation and determination of allele frequencies with a single-tube PCR. PloS One. 2014; 9(8): e104958.

(3) Morishita S, Takahashi K, Araki M, Hironaka Y, Sunami Y, Edahiro Y, Tsutsui M, Ohsaka A, Tsuneda S, Komatsu N. Melting curve analysis after T allele enrichment (MelcaTle) as a highly sensitive and reliable method for detecting the JAK2V617 mutation. PloS One. 2015; 10(3): e0122003.

(4) JAK2遺伝子の変異解析方法. 特許第5787304号

(5) 遺伝子変異の検出方法及びそれに用いる蛍光標識オリゴヌクレオチド. 特許第5813263号

(6) Edahiro Y, Morishita S, Takahashi K, Hironaka Y, Yahata Y, Sunami Y, Shirane S, Tsutsui M,Noguchi M, Koike M, Imai K, Kirito K, Noda N, Sekiguchi Y, Tsuneda S, Ohsaka A, Araki M, Komatsu N. JAK2V617F mutation status and allele burden in classical Ph-negative myeloproliferative neoplasms. Int J Hematol. 2014; 99(5): 625-34.

(7) Shirane S, Araki M, Morishita S, EdahiroY, Takei H, Yoo Y, Choi M, Sunami Y, Hironaka Y, Noguchi M, Koike M, Noda N, Ohsaka A, Komatsu N.JAK2, CALR, and MPL mutation spectrum in Japanese patiens with myeloproliferative neoplasms. Haematologica. 2015; 100(2): e46-8.

蛋白質アセチル化を介した白血病細胞分化誘導の分子メカニズムの解明

ヒストン脱アセチル化酵素(Histone Deacetylase: HDAC)とヒストンアセチル基転移酵素(Histone Acetyltransferase: HAT)による蛋白質アセチル化は,様々な遺伝子発現制御や生物学的イベントに関わっています。我々の研究室では,HDACとHATによる蛋白質のアセチル化と白血病細胞分化の関係を,全トランス型レチノイン酸(all-trans retinoic acid: ATRA)により好中球様細胞へ分化誘導されることが知られている急性前骨髄球性白血病(acute promyelocytic leukemia: APL)をモデルとして研究しています。我々はこれまでに,NAD依存性HDACのSIRT2を阻害することでAPL細胞株が好中球様細胞へ分化すること(論文1),またHATの一つであるp300/CREB-binding protein-associated factor(PCAF)の発現がATRAによるAPL細胞の分化誘導に伴い上昇し,これがATRAによるAPL細胞の分化誘導に必要であることを明らかにしました(論文2)。以上のことは,SIRT2やPCAFを介した蛋白質アセチル化がAPL細胞の分化誘導において重要な役割を果たしていることを示唆しています(図3)。今後,SIRT2やPCAFによりアセチル化修飾される蛋白質を同定し,最終的にはこの蛋白質を治療標的とする,新たな分化誘導療法を開発することを目標としています。


(図3)
発表論文

(1) Sunami Y, Araki M, hironaka Y, Morishita S, Kobayashi M, Liew EL, Edahiro Y, Tsutsui M, Ohsaka A, Komatsu N. Inhibition of the NAD-dependent protein deacetylase SIRT2 induces granulocytic differentiation in human leukemia cells. PloS One. 2013; 8(2): e57633.

(2) Sunami Y, Araki M, Kan S, Ito A, Hironaka Y, Imai M, Morishita S, Ohsaka A, Komatsu N. Histone Acetyltransferase PCAF is Required for All-trans Retinoic Acid-Induced Granulocytic Differentiation in Leukemia Cells. J Biol Chem. 2017 Jan 4. pii: jbc.M116.745398. doi: 10.1074/jbc.M116.745398. [Epub ahead of print]

骨髄における細胞外マトリックスの構造の解明とその機能解析

細胞外マトリックスの重要な構成要素の一つであるperlecanやagrinに代表されるヘパラン硫酸プロテオグリカンは,昆虫から哺乳類まで幅広い動物種で認められる細胞外マトリックスの構成分子の一つである事が明らかとなっています。近年,成長因子シグナルの修飾,細胞の増殖・分化・接着の制御,血管新生や神経伝達の制御など,様々な生物活性を持つことが明らかにされ,普遍性・多機能性から造血においても重要な役割を果たしている可能性が高いと考えられますが,造血幹細胞Nicheにおけるマトリックスの果たしている役割に関しては明らかではありません。そこで,この構造および機能解析を目的とし,ヒトおよびマウスの骨髄生検検体を蛍光免疫染色標本を共焦点顕微鏡を用いて可視化することで,3次元立体構造の解析を行っています。最終的な目標として,血液がんにおける治療抵抗性の重要なメカニズムの一つである造血幹細胞Nicheを解明することにより,がんの根治を目指しています。

造血幹細胞の発生機序の解明

すべての血液細胞のもととなる造血幹細胞は骨髄中に存在することが知られていますが,最初から骨髄の中にいるのではありません。まだ骨髄のできていない胎児期に別の場所で作られ,骨形成後に移動してくると考えられています。しかしながら,最初にどこで作られるのかについては長く論争が続いており,また,どのようにしてできるのかについても詳しく分かっていません。これらを解明することは,発生学のような基礎分野の進展のみならず, iPS細胞からの効率的な造血幹細胞の誘導や,白血病幹細胞の発生メカニズム解明といった医学分野にも大きく貢献するものと期待されています。
本研究室では,共焦点顕微鏡を用いた3Dイメージング,遺伝子操作マウス,FACS解析,単一細胞マイクロアレイなどの技術を組み合わせ,造血幹細胞の発生するしくみを明らかにすることを目指しています。

MPN lab:https://www.facebook.com/KomatsuNorioLab/
   
   
 

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