PDX治療モデルを併用した治療抵抗性急性骨髄性白血病クローンの成立過程に生じる分子病態に基づく層別化システムの確立と標的治療薬開発に関する研究
研究課題情報
- 課題管理番号
- 22ck0106535h0003
- 統合プロジェクト(二期)
疾患基礎研究プロジェクト<第二期>
- 事業名
革新的がん医療実用化研究事業
- タグ(2022)
研究の性格: 生命・病態解明等を目指す研究
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: その他
疾患領域: がん
開発目的: 診断 , 治療
- タグ(2021)
研究の性格: 研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: その他
疾患領域: がん
開発目的: 診断 , 治療
- タグ(2020)
研究の性格: 研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: その他
疾患領域: がん
開発目的: 診断 , 治療
- 代表研究機関
- 国立大学法人東海国立大学機構
- 研究代表者
(2022) 清井仁, 国立大学法人東海国立大学機構, 名古屋大学 大学院医学系研究科 血液・腫瘍内科学・教授
(2021) 清井仁, 国立大学法人東海国立大学機構, 名古屋大学 大学院医学系研究科 血液・腫瘍内科学・教授
(2020) 清井仁, 国立大学法人東海国立大学機構, 名古屋大学 大学院医学系研究科 血液・腫瘍内科学 教授
- 研究期間
- 2020年度 - 2022年度
- 課題への総配分額
- 68,645 千円
- 研究概要(2022)
- JALSG APL212試験登録APL187例(再発ペア8例)における臨床情報との統合解析および初診時・再発時ペア検体の標的遺伝子解析、シングルセルレベルでの解析結果と臨床情報との統合解析を行い、分子標的薬治療時の治療感受性に関係する分子病態の解明と難治症例の分子病態の解明を行う。シングルセルバーコードラベル化したPDXモデルに対する抗がん剤、分子標的薬投与後の残存白血病細胞におけるシングル解析結果を詳細に検討するとともに、これらマウスを用いた治療モデルを用いた解析を継続し、AML難治クローンの時空間的選択・進展過程を明らかにする。また、これまでに樹立したPDX治療モデルにより、それぞれの分子病態別に各種阻害剤の有効性評価を行い、難治性クローンに対する感受性ならびに交差耐性に関わる分子病態を明らかにする。これらの結果とJALSG臨床試験登録症例との統合解析を行い、再発・難治性AMLクローン特徴的な分子異常の臨床的意義を検証する。
- 研究概要(2021)
- (1)難治性AMLクローンの分子病態解明・JALSG APL212試験登録APL187例において遺伝子変異と臨床情報との統合解析を進める。・初診時・再発時ペア検体の網羅的遺伝子解析を進めており、クローン変化の大きい症例についてシングルセルレベルでの解析を進める。(2)難治性AMLクローンの成立・進展に関わる分子病態の解明・シングルセルバーコードラベル化したPDXモデルを増やすと共に、これらマウスを用いた治療モデルによって、AML難治クローンの時空間的選択・進展過程を明らかにする。・これまでに樹立した136例のAML-PDXモデルを用いて、それぞれの分子病態別に各種阻害剤の有効性評価を継続して行い、難治性クローンに対する感受性ならびに交差耐性に関わる分子病態を明らかにする。(3)難治性クローンの分子病態に基づくAMLの層別化・初診時・再発時ペア検体のシングルセルレベルでの遺伝子変異、遺伝子発現解析を行い、再発・難治性AMLクローン特徴的な分子異常の臨床的意義を、JALSG試験登録症例で検証する。・これまでに開始されているCS17-molecular試験、APL219R試験、RR-FLT3-AML220試験登録症例における網羅的遺伝子変異解析を実施、臨床情報の収集を継続して実施する。
- 研究概要(2020)
- 初診時AML検体と再発時臨床検体、ならびにPDX治療モデルにおけるシングルセルレベルでのオミックス解析を併用することによって、難治性クローンに生じている遺伝子変異、遺伝子発現などの分子病態を個々のクローンレベルで明らかにするとともに、難治性クローンが腫瘍クローンとして進呈する前段階での新たな治療介入を実施する判断根拠となる予後層別化システムの構築を最終目標として、本年度は、JALSG AML209GWS試験に登録されたAML72症例における初診時・寛解時・再発時の検体およびJALSG CS17-molecular試験、APL219R試験登録症例における遺伝子変異、遺伝子発現解析を実施すること、種々のAMLサブタイプあるいは遺伝子変異プロファイルを持つAMLにおいて、バーコードラベル化AML-PDXモデルを樹立すること、JALSG APL212試験登録症例187例(再発例8例を含む)の遺伝子変異解析結果と臨床情報との統合解析を実施することを目的とする。
研究成果情報
2022
2021
2020
成果の概要
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JALSG APL212試験登録180例における網羅的遺伝子変異解析を実施し、日本人APL症例の遺伝子変異状態を初めて明らかにし、APL以外のAMLと比較して特徴的な遺伝子変異が認められた。
難治性中枢神経AML、FLT3阻害剤耐性AMLを含む7種類のバーコードラベル化AML-PDXモデルを樹立した。PDX細胞へのバーコード導入からマウスへの移植時には106個以上の異なるクローンの一様な分布が確認されているが、PDX生着時に数〜20クローン程度へのクローンの濃縮が生じたものと、固有のバーコード配列をもつ約10,000クローンが偏りなく生着したモデルが得られた。
FLT3-ITD変異導入32D株に対して3種類のFLT3阻害剤を用いてin vitroで各3株の薬剤耐性株を樹立し、バーコードシークエンスよりクローン構成の解析を行った。薬剤処理前には11,000個のクローンからなる細胞集団であったが、GI50値5倍耐性時には、6〜8クローンが全体の50〜90%を占めるまでに濃縮されており、一部では共通したクローンの選択が認められていることが明らかとなった。
初診・再発例と143例のPDXモデルにより同定された12種類の予後不良因子となる遺伝子変異について、JALSG AML209試験に登録された1,814例中1,709例のde novo AML症例で検証を行い、全生存割合に対して有意な予後不良因子であることを明らかにした。
APL診断時19例、再発難治時4例の23症例を用いてAPL-PDXモデルの樹立を試みた。4例の再発例中3例で生着を認め、持続的な継代が可能であった。診断時19例中8例が生着し、5例で継代が可能であった。継代可能となった8例中6例ではFLT3-ITD変異が陽性であった。APL212試験登録180例中再発を認めた8例中5例においてFLT3-ITD変異が陽性であったことから複数の分子標的薬による治療が実施されているAPLにおいてFLT3-ITD変異が予後不良因子であることを明らかにした。
難治性中枢神経AML、FLT3阻害剤耐性AMLを含む7種類のバーコードラベル化AML-PDXモデルを樹立した。PDX細胞へのバーコード導入からマウスへの移植時には106個以上の異なるクローンの一様な分布が確認されているが、PDX生着時に数〜20クローン程度へのクローンの濃縮が生じたものと、固有のバーコード配列をもつ約10,000クローンが偏りなく生着したモデルが得られた。
FLT3-ITD変異導入32D株に対して3種類のFLT3阻害剤を用いてin vitroで各3株の薬剤耐性株を樹立し、バーコードシークエンスよりクローン構成の解析を行った。薬剤処理前には11,000個のクローンからなる細胞集団であったが、GI50値5倍耐性時には、6〜8クローンが全体の50〜90%を占めるまでに濃縮されており、一部では共通したクローンの選択が認められていることが明らかとなった。
初診・再発例と143例のPDXモデルにより同定された12種類の予後不良因子となる遺伝子変異について、JALSG AML209試験に登録された1,814例中1,709例のde novo AML症例で検証を行い、全生存割合に対して有意な予後不良因子であることを明らかにした。
APL診断時19例、再発難治時4例の23症例を用いてAPL-PDXモデルの樹立を試みた。4例の再発例中3例で生着を認め、持続的な継代が可能であった。診断時19例中8例が生着し、5例で継代が可能であった。継代可能となった8例中6例ではFLT3-ITD変異が陽性であった。APL212試験登録180例中再発を認めた8例中5例においてFLT3-ITD変異が陽性であったことから複数の分子標的薬による治療が実施されているAPLにおいてFLT3-ITD変異が予後不良因子であることを明らかにした。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Kiguchi T, Yamaguchi M, Takezako N, Miyawaki S, Masui K, Ihara Y, Hirota M, Shimofurutani N, Naoe T. Efficacy and safety of Wilms' tumor 1 helper peptide OCV-501 in elderly patients with acute myeloid leukemia: a multicenter, randomized, double-blind, placebo-controlled phase 2 trial. Cancer Immunol Immunother. 2022; 71: 1419-1430. doi: 10.1007/s00262-021-03074-4.
2. Dai YT, Zhang F, Fang H, Li JF, Lu G, Jiang L, Chen B, Mao DD, Liu YF, Wang J, Peng LJ, Feng C, Chen HF, Mu JX, Zhang QL, Wang H, Ariffin H, Moy TA, Wang JH, Lou YJ, Chen SN, Wang Q, Liu H, Shan Z, Matsumura I, Miyazaki Y, Yasuda T, Dou LP, Yan XJ, Yan JS, Yeoh AE, Wu DP, Kiyoi H, Hayakawa F, Jin J, Wang SY, Sun XJ, Mi JQ, Chen Z, Huang JY, Chen SJ. Transcriptome-wide subtyping of pediatric and adult T cell acute lymphoblastic leukemia in an international study of 707 cases. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022; 119: e2120787119. doi: 10.1073/pnas.2120787119.
3. Yoshida C, Kondo T, Ito T, Kizaki M, Yamamoto K, Miyamoto T, Morita Y, Eto T, Katsuoka Y, Takezako N, Uoshima N, Imada K, Ando J, Komeno T, Mori A, Ishikawa Y, Satake A, Watanabe J, Kawakami Y, Morita T, Taneike I, Nakayama M, Duan Y, Garbayo Guijarro B, Delgado A, Llamas C, Kiyoi H. Real-world treatment patterns and clinical outcomes in patients with AML in Japan who were ineligible for first-line intensive chemotherapy. Int J Hematol. 2022; 116: 89-101. doi: 10.1007/s12185-022-03334-8.
4. Miyazaki Y, Kiguchi T, Sato S, Usuki K, Ishiyama K, Ito Y, Suzuki T, Taguchi J, Chiba S, Dobashi N, Tomita A, Harada H, Handa H, Horiike S, Maeda T, Matsuda M, Ichikawa M, Hata T, Honda S, Iyama S, Suzushima H, Moriuchi Y, Kurokawa T, Yokota K, Ohtake S, Yamauchi T, Matsumura I, Kiyoi H, Naoe T; Japan Adult Leukemia Study Group. Prospective comparison of 5- and 7-day administration of azacitidine for myelodysplastic syndromes: a JALSG MDS212 trial. Int J Hematol. 2022; 116: 228-238. doi: 10.1007/s12185-022-03347-3.
5. Marumo A, Wakita S, Morita K, Oh I, Kako S, Toya T, Najima Y, Doki N, Kanda J, Kuroda J, Mori S, Satake A, Usuki K, Uoshima N, Kobayashi Y, Kawata E, Nagao Y, Shono K, Shibusawa M, Tadokoro J, Hagihara M, Uchiyama H, Kubota Y, Kimura S, Motomura S, Hashimoto A, Muto H, Sato E, Ogata M, Mitsuhashi K, Ando J, Date K, Fujiwara Y, Terada K, Yui S, Arai K, Kitano T, Miyata M, Ohashi K, Kanda Y, Yamaguchi H. NPM1-mutation-based measurable residual disease assessment after completion of two courses of post-remission therapy is a valuable clinical predictor of the prognosis of acute myeloid leukemia. Int J Hematol. 2022; 116: 199-214. doi: 10.1007/s12185-022-03328-6.
6. Jonas BA, Wei AH, Recher C, DiNardo CD, Jang JH, Pratz K, Panayiotidis P, Montesinos P, Yeh SP, Ivanov V, Fiedler W, Yamauchi T, Duan Y, Mendes W, Potluri J, Tews B, Ofran Y. Timing of response with venetoclax combination treatment in patients with newly diagnosed acute myeloid leukemia. Am J Hematol. 2022; 97: E299-E303. doi: 10.1002/ajh.26600.
7. Takeda J, Yoshida K, Nakagawa MM, Nannya Y, Yoda A, Saiki R, Ochi Y, Zhao L, Okuda R, Qi X, Mori T, Kon A, Chiba K, Tanaka H, Shiraishi Y, Kuo MC, Kerr CM, Nagata Y, Morishita D, Hiramoto N, Hangaishi A, Nakazawa H, Ishiyama K, Miyano S, Chiba S, Miyazaki Y, Kitano T, Usuki K, Sezaki N, Tsurumi H, Miyawaki S, Maciejewski JP, Ishikawa T, Ohyashiki K, Ganser A, Heuser M, Thol F, Shih LY, Takaori-Kondo A, Makishima H, Ogawa S. Amplified EPOR/JAK2 genes define a unique subtype of acute erythroid leukemia. Blood Cancer Discov. 2022 Jul 15. doi: 10.1158/2643-3230.BCD-21-0192. Online ahead of print.
8. Odaira K, Yasuda T, Okada K, Shimooka T, Kojima Y, Noura M, Tamura S, Kurahashi S, Iwamoto E, Sanada M, Matsumura I, Miyazaki Y, Kojima T, Kiyoi H, Tsuzuki S, Hayakawa F. Functional inhibition of MEF2 by C/EBP is a possible mechanism of leukemia development by CEBP-IGH fusion gene. Cancer Sci. 2023; 114: 781-792. doi: 10.1111/cas.15641.
9. Tsuzuki S, Yasuda T, Goto H, Maeda N, Akahane K, Inukai T, Yamamoto H, Karnan S, Ota A, Hyodo T, Konishi H, Hosokawa Y, Kiyoi H, Hayakawa F. BCL6 inhibition ameliorates ruxolitinib resistance in CRLF2-rearranged acute lymphoblastic leukemia. Haematologica. 2023; 108: 394-408. doi: 10.3324/haematol.2022.280879.
10. Konuma T, Itonaga H, Ishiyama K, Hamamura A, Uchida N, Ozawa Y, Katayama Y, Sakurai M, Ueda Y, Matsuoka KI, Kawakita T, Eto T, Ara T, Kanda J, Onizuka M, Fukuda T, Atsuta Y. Progress in survival following three decades of allogeneic hematopoietic cell transplantation for myelodysplastic syndrome: A real-world registry study in Japan. Am J Hematol. 2023;98:E68-71. doi: 10.1002/ajh.26839.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. PIA評価に基づく化学療法併用時のFLT3阻害剤至適投与タイミングの検討, 成瀬世新、石川 裕一、岩田 哲、黒川 貴司、寺島 浩史、金 貞姫、中島 麻梨絵、川島 直実、牛島 洋子、清井 仁, 第84回日本血液学会学術集会, 2022/10/14, 国内、口頭
国内 / 口頭
2. Current Status of Molecular Targeted Therapy for AML in Japan.石川 裕一、第84回日本血液学会学術集会, 2022/10/14, 国内、教育講演口頭
国内 / 口頭
3. Methylthioadenosine phosphorylase(MTAP)欠損癌細胞株におけるポリアミン合成阻害薬SAM486Aと代謝拮抗薬シタラビンの併用効果. 西 理恵, 藤田 慧, 松田安史, 鎌谷直之, 山内高弘.第6回日本臨床薬理学会東海・北陸地方会、WEB、2022/7/30、国内、口演
国内 / 口頭
4. 白血病細胞株U937のMTAP欠損細胞に対するポリアミン合成阻害薬SAM486Aとヌクレオシドアナログ薬シタラビンの併用効果. 西 理恵, 松田安史, 鎌谷直之, 山内高弘. 第56回日本痛風・尿酸核酸学会総会、2023/2/23-24、東京、国内、ポスター
国内 / ポスター
5. ベネトクラクスのPracticalマネジメント、AMLの移植におけるベネトクラクス併用療法の役割. 山内高弘. 第45回日本造血・免疫細胞療法学会総会、2023/2/11-12、名古屋、国内、口演
国内 / 口頭
6. FIGHT 203: Phase 2 study of pemigatinib in FGFR1-rearranged myeloid/lymphoid neoplasms (MLNFGFR1). Kensuke Usuki,Jason Gotlib2,Hiromitsu Iizuka,Jean Jacques Kiladjian,Alessandro M Vannucchi,Alessandro Rambaldi,Andreas Reiter,William Shomali,Tracy I George,Jay L Patel,Philomena Colucci,Natalia Oliviera, Huiling Zhen,Srdan Verstovsek 第84回日本血液学会学術集会, 2022/10/14, 国内、口頭
国内 / 口頭
7. Mutation analysis for DNMT3A gene improves the prognostic stratification of acute myeloid leukemia. Satoshi Wakita,Atsushi Marumo,Syunsuke Yui,Masahiro Sakaguchi,Yuho Najima,Noriko Doki,Kensuke Usuki,Toshimitsu Ueki,Iekuni Oh, Sinichiro Mori,Nobuhiko Uoshima,Shinichi Kako,Kenji Tajika, Katsuhiro Shono,Masao Hagihara,Junya Kanda,Hitoji Uchiyama, Junya Kuroda,Naoyuki Uchida15,Yasushi Kubota,Shinya Kimura, Takahiro Fukuda,Yoshinobu Kanda,Kazuteru Ohashi,Hiroki Yamaguchi. 第84回日本血液学会学術集会, 2022/10/14, 国内、口頭
国内 / 口頭
8. MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via EVs to suppress normal hematopoiesis. Yasutaka Hayashi,Kimihito C. Kawabata,Yosuke Tanaka, Yasufumi Uehara,Yo Mabuchi,Koichi Murakami,Akira Nishiyama, Shigeru Kiryu,Yusuke Yoshioka,Yasunori Ota,Tatsuki Sugiyama, Yuya Kunisaki,Tomofusa Fukuyama,Kazuaki Yokoyama,Tomoyuki Uchida,Masao Hagihara,Nobuhiro Ohno,Kensuke Usuki,Arinobu Tojo,Yoshio Katayama,Susumu Goyama2,Fumio Arai,Tomohiko Tamura,Takashi Nagasawa,Takahiro Ochiya,Toshio Kitamura,Daichi Inoue第84回日本血液学会学術集会, 2022/10/14, 国内、口頭
国内 / 口頭
9. der(1;7)(q10;p10) as a distinct subtype in myelodysplastic syndromes. Rurika Okuda,Yotaro Ochi,Kazuhisa Chonabayashi,Nobuhiro Hiramoto, Masashi Sanada,Hiroshi Handa,Senji Kasahara,Shinya Sato,Nobuhiro Kanemura,Toshiyuki Kitano,Mizuki Watanabe,Yuichi Shiraishi, Mitsumasa Watanabe,Kensuke Usuki,Shinsaku Imashuku,Shigeru Chiba, Nobuo Sezaki,Yasushi Miyazaki,Yoshinori Yoshida,Takayuki Ishikawa, Kazuma Ohyashiki,Yoshiko Atsuta,Yusuke Shiozawa,Satoru Miyano,Hideki Makishima,Yasuhito Nannya,Seishi Ogawa. 第84回日本血液学会学術集会, 2022/10/14, 国内、口頭
国内 / 口頭
10. Venetoclax combination therapy in patients with acute myeloid leukemia. Yoshimasa Kamoda,Hiromitsu Iizuka,Michiko Kida,Kensuke Usuki. 第84回日本血液学会学術集会, 2022/10/15, 国内、ポスター
国内 / ポスター