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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。

(1) Masubuchi N, Araki M, Yang Y, Hayashi E, Imai M, Edahiro Y, Hironaka Y, Mizukami Y, Kihara Y, Takei H, Nudejima M, Koike M, Ohsaka A, Komatsu N. Mutant calreticulin interacts with MPL in the secretion pathway for activation on the cell surface. Leukemia. 2020; 34(2): 499-509.

(2) Araki M, Yang Y, Imai M, Mizukami Y, Kihara Y, Sunami Y, Masubuchi N, Edahiro Y, Hironaka Y, Osaga S, Ohsaka A, Komatsu N. Homomultimerization of mutant calreticulin is a prerequisite for MPL binding and activation. Leukemia. 2019; 33(1): 122-131.

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

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。

(1) Morishita S, Ochiai T, Misawa K, Osaga S, Inano T, Fukuda Y, Edahiro Y, Ohsaka A, Araki M, Komatsu N. Clinical impacts of the mutational spectrum in Japanese patients with primary myelofibrosis. Int J Hematol. 2021.【Epub ahead of print】

(2) Morishita S, Yasuda H, Yamawaki S, Kawaji H, Itoh M, Edahiro Y, Imai M, Kogo Y, Tsuneda S, Ohsaka A, Hayashizaki Y, Ito M, Araki M, Komatsu N. CREB3L1 overexpression as a potential diagnostic marker of Philadelphia chromosome-negative myeloproliferative neoplasms. Cancer Sci. 2020. 【Epub ahead of print】

(3) Edahiro Y, Araki M, Inano T, Ito M, Morishita S, Misawa K, Fukuda Y, Imai M, Ohsaka A, Komatsu N. Clinical and molecular features of patients with prefibrotic primary myelofibrosis previously diagnosed as having essential thrombocythemia in Japan. Eur J Haematol. 2019; 102(6): 516-520.

(4) Inano T, Araki M, Morishita S, Imai M, Yasuda H, Nitta H, Ito M, Edahiro Y, Ochiai T, Misawa K, Fukuda Y, Ohsaka A, Komatsu N. JAK2 exon 12 mutation in myelodysplastic/myeloproliferative neoplasm with ring sideroblasts and thrombocytosis: Not an exclusive mutation to polycythaemia vera. Br J Haematol. 2019; 187(1): e27-e31.

(5) Fukuda Y, Araki M, Yamamoto K, Morishita S, Inano T, Misawa K, Ochiai T, Edahiro Y, Imai M, Yasuda H, Gotoh A, Ohsaka A, Komatsu N. Evidence for prevention of renal dysfunction associated with primary myelofibrosis by cytoreductive therapy. Haematologica. 2019; 104(11): e506-e509.