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あるタイプの悪性リンパ腫に特異的な遺伝子変異の発見 -早期診断法と新規治療薬の開発に期待-

2014年1月13日


左から小川教授、千葉教授

 小川誠司 医学研究科教授、千葉滋 筑波大学医学医療系教授、坂田麻実子 同准教授、宮野悟 東京大学医科学研究所教授、濡木理 東京大学理学研究科教授、竹内賢吾 癌研究会癌研究所病理部主任研究員、伊豆津宏二 虎の門病院血液内科部長、清水誠一 総合病院土浦協同病院血液内科部長、米野琢哉 国立病院機構水戸医療センター血液内科医長、佐藤佑二 筑波記念病院血液内科部長、伊藤孝美 JAとりで総合医療センター血液内科医長、中村直哉 東海大学医学部教授らの共同研究グループは、多数の患者検体のゲノム解析を行い、高齢者で発症頻度の高い特定の悪性リンパ腫において、RHOA遺伝子が合成を指定している蛋白質の1カ所(17番目のアミノ酸)で、極めて高頻度かつ同疾患特異的にグリシンがヴァリンに変異していること(G17V変異)を明らかにしました。

 血液のがんである悪性リンパ腫は多数の亜型に分類され、予後や治療法も異なります。したがって、どの亜型かを早期に診断することが、効果的な治療を施す上で重要です。病因の解明と関連して、一部の亜型ではゲノム異常(遺伝子変異)の解明が進みつつあります。しかし、悪性リンパ腫の約20%を占める「末梢性T細胞リンパ腫」のゲノム異常については、これまで理解が進んでいませんでした。小川教授、千葉教授らは、G17V変異によって、RHOA遺伝子が持つ細胞の運動や生死などを制御する機能が失われることを立証し、このことが濾胞性ヘルパーT細胞由来リンパ腫の発症に関わることを明らかにしました。さらに、これらの悪性リンパ腫患者では、一見正常な骨髄細胞や血液細胞において、RHOA以外の二つの遺伝子(TET2およびDNMT3A遺伝子)で機能喪失型の変異が高頻度で生じていることも発見しました。このことは、加齢によって前がん状態が形成されると、そこから悪性リンパ腫が発生することを示唆しています。

 以上の発見は、これまで不明だった末梢性T細胞リンパ腫の一部について、その発症の成り立ちと、同疾患に特異的なゲノム異常という重要な新知見を与えるものです。さらには、同疾患の診断に画期的な方法を提供するとともに、RHOA関連分子を標的とする新規治療薬の創出が期待されます。

 この研究成果が2014年1月13日に、「Nature Genetics」誌に掲載されました。

研究の背景

 悪性リンパ腫はリンパ球の悪性腫瘍(がん)であり、白血病などとともに血液のがんともいわれます。悪性リンパ腫は病理学的に多数の亜型に分類されます。B細胞リンパ腫とT細胞/NK細胞リンパ腫に大別した場合の比率は、前者が80%で、後者が20%程度です。T細胞/NK細胞リンパ腫の大部分は末梢性T細胞リンパ腫と呼ばれますが、それはさらに複数の亜型に分類されます。それら亜型のうちの約1/3は、濾胞性ヘルパーT細胞とよく似た遺伝子発現様式を示すもので、病理学的には血管免疫芽球性T細胞リンパ腫、あるいは分類不能型末梢性T細胞リンパ腫と診断される、比較的高齢者に多い疾患です(図1)。


図1: 血液がんの構成と既知のゲノム異常

血液がんの中で、濾胞性ヘルパーT細胞由来リンパ腫(青字)においては、G17V RHOA変異が特異的かつきわめて高頻度に認められる。

 

 悪性リンパ腫の中で、B細胞リンパ腫についてはゲノム解析が進展しており、亜型ごとにゲノム異常の様子が明らかになりつつあります。これによって、疾患ごとの治療法の開発が進展すると期待されています。

 一方、血管免疫芽球性T細胞リンパ腫や分類不能型末梢性T細胞リンパ腫については、これまで、ゲノム異常として三つの遺伝子異常が同定されているに過ぎませんでした。しかし、これら三つの遺伝子の異常は急性骨髄性白血病や骨髄異形成症候群などの、リンパ球以外の血液のがんでもしばしば認められるものです。しかも、血管免疫芽球性T細胞リンパ腫や分類不能型末梢性T細胞リンパ腫で見られる異常と、リンパ球以外の血液のがんで見られる異常とには、質的な違いがないことがわかっていました。ただし、急性骨髄性白血病や骨髄異形成症候群をはじめとするリンパ球以外の血液のがんでは、上記三つ以外にも疾患特異的なゲノム異常が明らかにされつつあり、病態の解明が進んでいます。しかし、血管免疫芽球性T細胞リンパ腫や分類不能型末梢性T細胞リンパ腫に特異的なゲノム異常については、これまで全く解明されていませんでした。

研究内容と成果

 本研究グループは、これまで解明が進んでいなかった血管免疫芽球性T細胞リンパ腫と分類不能末梢性T細胞リンパ腫の患者それぞれ3名、計6名の腫瘍組織および正常(骨髄、血液、頬粘膜)細胞から抽出されたDNAを用いてゲノム解析を行いました。その結果、血管免疫芽球性T細胞リンパ腫の全例、および分類不能末梢性T細胞リンパ腫のうち1例において、RHOA遺伝子の変異によって、同遺伝子が合成を指定(コード)している蛋白質の1カ所(17番目のアミノ酸)で、グリシンがヴァリンに変異していること(G17V RHOA変異)をつきとめました。

 その後、血管免疫芽球性T細胞リンパ腫と分類不能末梢性T細胞リンパ腫合わせて約160名の患者について、腫瘍由来のDNAを解析したところ、上述のG17V RHOA変異が、血管免疫芽球性T細胞リンパ腫と、このタイプのリンパ腫に類似した分類不能末梢性T細胞リンパ腫に限って、非常に高い割合(前者で約70%以上、後者で60%以上)で認められることを明らかにしました(図2)。一方、B細胞リンパ腫や、リンパ球以外の血液のがんからは、G17V RHOA変異は全く検出できませんでした。


図2: 各種の血液がんにおけるRHOA遺伝子の変異頻度

 RHOA遺伝子にコードされる蛋白は「小GTP分解酵素(small GTPase)」ファミリーに属します。このファミリーの酵素は、短時間に核酸との結合状態を変化させ、「分子スイッチ」として細胞の運動や生死などを制御しています。本研究グループは、GTPとの結合能を調べたり、培養細胞で発現させてRHOAの知られている機能を調べたりすることによって、G17V変異によってこの機能が失われることを立証しました。

 さらに本研究グループは、このタイプの悪性リンパ腫のほとんどの例で、腫瘍組織の中ではRHOA遺伝子変異をもつ細胞の比率がTET2やDNMT3A変異をもつ細胞よりも低いことと、一見正常な骨髄細胞や血液細胞において、TET2およびDNMT3A遺伝子で機能喪失型の変異が生じているケースが多いことを確認しました。これらのことから、加齢によりまずTET2遺伝子やDNMT3A遺伝子に変異が起こり、その細胞の増殖に伴い濾胞性ヘルパーT細胞が増加するという前がん状態があり、ここで生じた濾胞性ヘルパーT細胞の中でRHOA遺伝子変異が起こることによってリンパ腫が発生する、という発症過程が明らかとなりました(図3)。


図3: 濾胞性ヘルパーT細胞由来リンパ腫の発生過程

 加齢により、骨髄中の造血幹細胞のうちの1個の細胞でTET2変異が生じると、その細胞は増殖しながらすべての骨髄細胞やリンパ球に分化する。T細胞からさらに濾胞性ヘルパーT細胞に分化すると、いっそう増殖しやすくなる。さらにこの中の一つの細胞にG17V RHOA変異が生じることによって腫瘍化し、血管免疫芽球性T細胞リンパ腫を発症する。

今後の展開

 今回の発見は、これまで不明だった末梢性T細胞リンパ腫の一部について、発症の成り立ちと、同疾患に特異的なゲノム異常を同時に示すことに成功したものです。この知見をもとに、本研究グループはすでに、同疾患の診断に高感度で特異的に検出でき、なおかつ簡便な診断方法の開発にも成功しています(別途論文を投稿中)。RHOA遺伝子の異常が濾胞性ヘルパーT細胞由来の悪性リンパ腫発症に重要な役割を演ずることが示唆されたことから、今後はさらに、RHOA関連分子を標的とする新規治療薬の創出を目指します。

用語解説

RHOA遺伝子

RHOA遺伝子にコードされる蛋白は、「小GTP分解酵素」群に属し、細胞質内で分子スイッチとして機能して、細胞の運動や生死を制御している。

TET2遺伝子

TET2遺伝子にコードされる蛋白は、TET1、TET2、TET3からなる「メチル化DNAに酸素を負荷する酵素」群に属し、メチル化シトシンをヒドロキシル化メチル化シトシンに変換する。これは、エピゲノム制御と呼ばれる制御機構の一つで、遺伝子の転写を調節する重要な仕組みの一つである。

DNMT3A遺伝子

DNMT3A遺伝子にコードされる蛋白は、新規DNAメチル基転移酵素である。すなわち、二重鎖DNAのいずれの鎖もメチル化されていないシトシン残基をメチル化する。DNAメチル化は腫瘍なエピゲノム制御機構の一つで、遺伝子の転写を調節する。

掲載論文

題名

Somatic RHOA mutation in angioimmunoblastic T cell lymphoma
(和訳: 血管免疫芽球性T細胞リンパ腫におけるRHOA遺伝子変異)

著者

Mamiko Sakata-Yanagimoto1, Terukazu Enami1, Kenichi Yoshida2, 3, Yuichi Shiraishi4, Ryohei Ishii5, Yasuyuki Miyake1, Hideharu Muto1, Naoko Tsuyama6, Aiko Sato-Otsubo2,3, Yusuke Okuno2, 3, Seiji Sakata7, Yuhei Kamada1, Rie Nakamoto-Matsubara1, Nguyen Bich Tran1, Koji Izutsu8, 9, Yusuke Sato2, 3, Yasunori Ohta10, Junichi Furuta11, Seiichi Shimizu12, Takuya Komeno13, Yuji Sato14, Takayoshi Ito15, Masayuki Noguchi16, Emiko Noguchi17, Masashi Sanada2, 3, Kenichi Chiba4, Hiroko Tanaka181,19, Toru Nanmoku19, Yuichi Hasegawa1, Osamu Nureki5, Satoru Miyano4, 18, Naoya Nakamura20, Kengo Takeuchi6, 7, Seishi Ogawa2, 3 and Shigeru Chiba1,21

  1. Department of Hematology, Faculty of Medicine, University of Tsukuba, Japan
  2. Cancer Genomics Project, Graduate School of Medicine, The University of Tokyo, Japan
  3. Department of Pathology and Tumor Biology, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Japan
  4. Laboratory of DNA Information Analysis, Human Genome Center, Institute of Medical Science, The University of Tokyo, Japan
  5. Department of Biophysics and Biochemistry, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Japan
  6. Division of Pathology, The Cancer Institute, Japanese Foundation for Cancer Research, Japan
  7. Pathology Project for Molecular Targets, The Cancer Institute, Japanese Foundation for Cancer Research, Japan
  8. Department of Hematology, Toranomon Hospital, Japan
  9. Okinaka Memorial Institute for Medical Research, Japan
  10. Department of Pathology, Toranomon Hospital, Japan
  11. Department of Dermatology, Faculty of Medicine, University of Tsukuba, Japan
  12. Department of Hematology, Tsuchiura Kyodo General Hospital, Japan
  13. Department of Hematology, Mito Medical Center, National Hospital Organization, Japan
  14. Department of Hematology, Tsukuba Memorial Hospital, Japan
  15. Department of Hematology, JA Toride Medical Center, Japan
  16. Department of Pathology, Faculty of Medicine, University of Tsukuba, Japan
  17. Department of Medical Genetics, Faculty of Medicine, University of Tsukuba, Japan
  18. Laboratory of Sequence Analysis, Human Genome Center, Institute of Medical Science, The University of Tokyo, Japan
  19. Department of Clinical Laboratory, University of Tsukuba Hospital, Japan
  20. Department of Pathology, Tokai University School of Medicine, Japan
  21. Life Science center, Tsukuba Advanced Research Alliance, University of Tsukuba, Japan

 

  • 京都新聞(1月15日 25面)、日刊工業新聞(1月13日 11面)、日本経済新聞(1月14日 11面)および毎日新聞(1月30日 13面)に掲載されました。