血液領域の研究テーマ

(1)赤血球造血と鉄・ヘム代謝

　鉄はほぼ全ての細胞において，分裂・増殖や呼吸などに必須の金属元素です．その鉄を最も必要とするのは赤血球であり，体内鉄の70%は赤血球中ヘモグロビンのヘムとして存在しております．赤血球において，鉄代謝及びヘム合成は密接に関連し合いながら緻密に制御されており，これらの遺伝子の変異により鉄芽球性貧血と呼ばれる，ミトコンドリアに鉄が異常に沈着した環状鉄芽球の出現を特徴とする難治性の貧血を発症することが知られております．鉄芽球性貧血は，先天性と後天性に大別され，さらに後者は骨髄異形成症候群に代表される特発性と薬剤，アルコール常飲など明らかな原因のある二次性に大別されます．私たちは，先天性及び後天性鉄芽球性貧血の疾患モデル細胞・動物の樹立，及び臨床例の解析を通じて，本疾患の病態解明，診断・治療法の確立を目指しております^1)2)3)4)．

　また貧血で最も頻度の高いものは鉄欠乏性貧血です．東北大学大学院医学系研究科・生物化学分野との共同研究により鉄欠乏性貧血のモデルマウス系を樹立して解析を行った結果，鉄欠乏性貧血は単なる鉄の不足によるヘモグロビン合成不全の結果に留まらず，鉄欠乏状態が赤芽球におけるDNAメチル化修飾及び広範な遺伝子発現変化をもたらしていることを明らかとしております⁵⁾．これらの知見は，鉄欠乏性貧血の病態及び鉄の生体内での機能のより詳細な理解につながることが期待されます．さらに近年，ヘムによりその機能が抑制される転写因子BACH1及びBACH2が造血前駆細胞からの赤血球分化への運命決定機構に関与し，貧血などの造血器疾患の一因となりうる可能性も報告しております⁶⁾．私たちは，赤血球分化における鉄・ヘムの重要性についても解析を進めています．

 

(2)赤血球分化における転写制御機構

　近年私たちは，赤血球分化に重要である転写因子GATA-1の標的遺伝子をゲノムワイドに明らかにしました．GATA-1は，Scl/TAL1，LMO2，LDB1，ETO2と呼ばれる他の転写因子もしくは共役因子と複合体を形成していることが知られており，これらの因子がGATA-1による遺伝子発現制御に影響を及ぼしていると考えられております⁷⁾⁸⁾．私たちは，赤芽球関連遺伝子の発現制御機構の解明，及び新規のGATA-1標的遺伝子の同定に関する解析を進めております⁹⁾¹⁰⁾．

 

(3) GATA-2と造血不全

　転写因子GATA-2は主に造血幹細胞の機能に重要な役割を果たしておりますが，その先天変異により免疫不全症及び白血病への進展を特徴とするGATA-2欠損症候群（MonoMAC症候群）の発症と関わることが近年明らかとなりました¹¹⁾¹²⁾．一方，何らかの要因によるGATA-2の後天性の発現異常により難治性造血不全症の一つである再生不良性貧血の発症に関わることも報告されております^13)14)15)．私たちはこれらの病態について解析を進めております．

 

（4）悪性リンパ腫

　悪性リンパ腫では，WHO分類（2017年）によりおおよそ70種類以上に分類され，その多様性ゆえに形態学的観察・免疫学的検討・染色体分析などの総合診断を要する疾患です．私たちは，財団法人READ血液アカデミー（主務官庁：宮城県）の公益事業であるリンパ球系腫瘍の調査研究（MIYAGI STUDY）に協力し，急性リンパ性白血病・悪性リンパ腫・多発性骨髄腫の診断および長期予後の調査を行なっています．

　悪性リンパ腫の各亜型に対する疫学調査^16-18)および臨床病理学的解析^19-33)の多くは県内の主要関連施設とともに進めてきました．悪性リンパ腫では各亜型で様々な遺伝子異常が生じており^34-36)，これらの異常と臨床像の関係について解析することは，難治性疾患の病態に対する理解を深めるとともに治療の層別化因子など臨床現場への応用が期待されます．私たちは，近年本邦で増加している濾胞性リンパ腫を対象に，nCounter^® Systemを用いたホルンマリン固定標本からの遺伝子発現解析を進めております．

 

引用文献

1) Saito K, Fujiwara T, Hatta S, Morita M, Ono K, Suzuki C, Fukuhara N, Onishi Y, Nakamura Y, Kawamata S, Shimizu R, Yamamoto M, Harigae H. Generation and molecular characterization of human ring sideroblasts: A key role of ferrous iron in erythroid differentiation and ring sideroblast formation. Mol Cell Biol. 2019 in press.

2) Hatta S, Fujiwara T, Yamamoto T, Saito K, Kamata M, Tamai Y, Kawamata S, Harigae H. A defined culture method enabling the establishment of ring sideroblasts from induced pluripotent cells of X-linked sideroblastic anemia. Haematologica. 2018;103:e188-e191.

3) Fujiwara T, Okamoto K, Niikuni R, Takahashi K, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Ishizawa K, Ichinohasama R, Nakamura Y, Nakajima M, Tanaka T, Harigae H. Effect of 5-aminolevulinic acid on erythropoiesis: a preclinical in vitro characterization for the treatment of congenital sideroblastic anemia. Biochem Biophys Res Commun. 2014;454:102-108.

4) Ohba R, Furuyama K, Yoshida K, Fujiwara T, Fukuhara N, Onishi Y, Manabe A, Ito E, Ozawa K, Kojima S, Ogawa S, Harigae H. Clinical and genetic characteristics of congenital sideroblastic anemia: comparison with myelodysplastic syndrome with ring sideroblast (MDS-RS). Ann Hematol. 2013;92:1-9.

5) Kobayashi M, Kato H, Hada H, Itoh-Nakadai A, Fujiwara T, Inoguchi Y, Ichiyanagi K, Muto A, Tomosugi N, Sasaki H, Harigae H, Igarashi K. Iron-heme-Bach1 axis is involved in erythroblast adaptation to iron deficiency. Haematologica. 2017;102:454-465.

6) Kato H, Itoh-Nakadai A, Matsumoto M, Ishii Y, Watanabe-Matsui M, Ikeda M, Ebina-Shibuya R, Sato Y, Kobayashi M, Nishizawa H, Suzuki K, Muto A, Fujiwara T, Nannya Y, Cazzola M, Ogawa S, Harigae H, Igarashi K. Infection perturbs Bach2- and Bach1-dependent erythroid lineage chioce to cause anemia. Nat Immunol. 2018;19:1059-1070.

7) Fujiwara T, O'Geen H, Keles S, Blahnik K, Linnemann AK, Kang YA, Choi K, Farnham PJ, Bresnick EH. Discovering hematopoietic mechanisms through genome-wide analysis of GATA factor chromatin occupancy. Mol Cell. 2009;36:667-681.

8) Fujiwara T, Lee HY, Sanalkumar R, Bresnick EH. Building multifunctionality into a complex containing master regulators of hematopoiesis. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 2010;107:20429-20434.

9) Kondo A, Fujiwara T, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Nakamura Y, Sawada K, Harigae H. Identification of a novel putative mitochondrial protein FAM210B associated with erythroid differentiation. Int J Hematol. 2016;103:387-395.

10) Fujiwara T, Sasaki K, Saito K, Hatta S, Ichikawa S, Kobayashi M, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Harigae H. Forced FOG1 expression in erythroleukemia cells: induction of erythroid genes and repression of myelo-lymphoid transcription factor PU.1. Biochem Biophys Res Commun. 2017;485:380-387.

11) Fujiwara T, Fukuhara N, Funayama R, Nariai N, Kamata M, Nagashima T, Kojima K, Onishi Y, Sasahara Y, Ishizawa K, Nagasaki M, Nakayama K, Harigae H. Identification of acquired mutations by whole-genome sequencing in GATA-2 deficiency evolving into myelodysplasia and acute leukemia. Ann Hematol. 2014;93:1515-1522.

12) Onodera K, Fujiwara T, Onishi Y, Okitsu Y, Itoh-Nakadai A, Okitsu Y, Fukuhara N, Ishizawa K, Shimizu R, Yamamoto M, Harigae H. GATA2 regulates dendritic cell differentiation. Blood. 2016;128:508-518.

13) Fujiwara T, Yokoyama H, Okitsu Y, Kamata M, Fukuhara N, Onishi Y, Fujimaki S, Takahashi S, Ishizawa K, Bresnick EH, Harigae H. Gene expression profiling identifies HOXB4 as a direct downstream target of GATA-2 in human CD34+ hematopoietic cells. PLoS ONE. 2012;20127:e40959.

14) Kamata M, Okitsu Y, Fujiwara T, Kanehira M, Nakajima S, Takahashi T, Inoue A, Fukuhara N, Onishi Y, Ishizawa K, Shimizu R, Yamamoto M, Harigae H. GATA2 regulates differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Haematologica. 2014;99:1686-1696.

15) Hasegawa S, Fujiwara T, Okitsu Y, Kato H, Sato Y, Fukuhara N, Onishi Y, Shimizu R, Yamamoto M, Harigae H. Effects of in vivo deletion of GATA2 in bone marrow stromal cells. Exp Hematol. 2017;56:31-45.

16) Miura Y, Fukuhara N, Yamamoto J, Kohata K, Ishizawa K, Ichinohasama R, Harigae H. Clinicopathological features of malignant lymphoma in Japan: the Miyagi Study. Tohoku J Exp Med. 2011;224:151-60.

17) Katsushima H, Fukuhara N, Ichikawa S, Ota Y, Takeuchi K, Ishizawa K, Sasano H, Harigae H, Ichinohasama R. Non-biased and complete case registration of lymphoid leukemia and lymphoma for five years: a first representative index of Japan from an epidemiologically stable Miyagi Prefecture. Leuk Lymphoma. 2017;58:80-88.

18) Fujishima F, Katsushima H, Fukuhara N, Konosu-Fukaya S, Nakamura Y, Sasano H, Ichinohasama R. Incidence Rate, Subtype Frequency, and Occurrence Site of Malignant Lymphoma in the Gastrointestinal Tract: Population-Based Analysis in Miyagi, Japan. Tohoku J Exp Med. 2018;245:159-165

19) Yokoyama H, Yamamoto J, Tohmiya Y, Yamada MF, Ohguchi H, Ohnishi Y, Okitsu Y, Fukuhara N, Ohba-Ohtsuka R, Kohata K, Ishizawa K, Kameoka J, Harigae H. Allogeneic hematopoietic stem cell transplant following chemotherapy containing l-asparaginase as a promising treatment for patients with relapsed or refractory extranodal natural killer/T cell lymphoma, nasal type. Leuk Lymphoma. 2010; 51:1509-12.

20) Ichikawa S, Fukuhara N, Yamamoto J, Suzuki M, Nakajima S, Okitsu Y, Kohata K, Onishi Y, Ishizawa K, Kameoka J, Harigae H. Successful allogeneic hematopoietic stem cell transplantation for aggressive NK cell leukemia. Intern Med. 2010; 49:1907-10.

21) Ichikawa S, Fukuhara N, Inoue A, Katsushima H, Ohba R, Katsuoka Y, Onishi Y, Yamamoto J, Sasaki O, Nomura J, Fukuhara O, Ishizawa K, Ichinohasama R, Harigae H. Clinicopathological analysis of primary adrenal diffuse large B-cell lymphoma: effectiveness of rituximab-containing chemotherapy including central nervous system prophylaxis. Exp Hematol Oncol. 2013;2:19

22) Ichikawa S, Kim M, Hasegawa S, Ohashi K, Kondo A, Kato H, Kamata M, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Ishizawa K, Harigae H. Fatal visceral varicella-zoster developing early after autologous hematopoietic stem cell transplantation for refractory diffuse large B-cell lymphoma. J Clin Exp Hematop. 2014; 54:237-41.

23) Ichikawa S, Fukuhara N, Katsushima H, Takahashi T, Yamamoto J, Yokoyama H, Sasaki O, Fukuhara O, Nomura J, Ishizawa K, Ichinohasama R, Muto A, Igarashi K, Harigae H. Association between BACH2 expression and clinical prognosis in diffuse large B-cell lymphoma. Cancer Sci. 2014;105:437-44.

24) Yoshida S, Kuroda H, Fukuhara N, Konno H, Watanabe M, Akaishi T, Tateyama M, Aoki M. Heparin-responsive angiopathy in the central nervous system caused by intravascular large B-cell lymphoma. J Neurol Sci. 2015; 352:117-9.

25) Ichikawa S, Takahashi T, Katsushima H, Fukuhara N, Ichinohasama R, Harigae H. Advanced Lymphocyte-rich Classical Hodgkin Lymphoma Complicated with Fatal Hemophagocytic Syndrome. Intern Med. 2016;55:191-6.

26) Pan X, Nariai N, Fukuhara N, Saito S, Sato Y, Katsuoka F, Kojima K, Kuroki Y, Danjoh I, Saito R, Hasegawa S, Okitsu Y, Kondo A, Onishi Y, Nagami F, Kiyomoto H, Hozawa A, Fuse N, Nagasaki M, Shimizu R, Yasuda J, Harigae H, Yamamoto M. Monitoring of minimal residual disease in early T-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia by next-generation sequencing. Br J Haematol. 2017;176:318-321.

27) Katsushima H, Fukuhara N, Konosu-Fukaya S, Himuro M, Kitawaki Y, Ichikawa S, Ishizawa K, Sasano H, Harigae H, Ichinohasama R. Does double-hit follicular lymphoma with translocations of MYC and BCL2 change the definition of transformation? Leuk Lymphoma. 2018;59:758-762

28) Ichikawa S, Fukuhara N, Hatta S, Himuro M, Katsushima H, Nasu K, Ono K, Inokura K, Kobayashi M, Onishi Y, Fujii H, Ishizawa K, Ichinohasama R, Harigae H. Successful Cord Blood Stem Cell Transplantation for Primary Cutaneous CD8-positive Aggressive Epidermotropic Cytotoxic T-cell Lymphoma Complicated with Cerebral Infiltration. Intern Med. 2018;57:2051-2055.

29) Ono K, Onishi Y, Kobayashi M, Ichikawa S, Hatta S, Watanabe S, Okitsu Y, Fukuhara N, Ichinohasama R, Harigae H. Successful Treatment of Aggressive Mature B-cell Lymphoma Mimicking Immune Thrombocytopenic Purpura. Intern Med. 2018; 57:2573-2579.

30) Kumata H, Nakanishi C, Murakami K, Miyagi S, Fukuhara N, Carreras J, Nakamura N, Ichinohasama R, Unno M, Kamei T, Sasano H. Classical Hodgkin lymphoma-type and monomorphic-type post-transplant lymphoproliferative disorder following liver transplantation: a case report. Surg Case Rep. 2018;4:72

31) Ono K, Onishi Y, Kobayashi M, Hatta S, Nasu K, Watanabe S, Ichikawa S, Okitsu Y, Fukuhara N, Harigae H. γδ T cell clonal proliferation early after PD-1 blockade. Ann Hematol. 2019;98:219-220.

32) Ichikawa S, Fukuhara N, Onishi Y, Ichinohasama R, Harigae H. Sustained Remission of γδ T-Cell Lymphoma by Graft-Versus-Lymphoma Effect That Relapsed Early After Cord Blood Transplantation. Clin Lymphoma Myeloma Leuk. 2018;18:e369-e372.

33) Fujishima F, Katsushima H, Fukuhara N, Konosu-Fukaya S, Nakamura Y, Usubuchi H, Sato S, Ota Y, Yashima-Abo A, Nakamura T, Nakaya N, Harigae H, Sasano H, Ichinohasama R. Immunohistochemical pattern of c-MYC protein judged as '+/(weak)+/-' by a new notation correlates with MYC gene non-translocation in large B-cell lymphoma. Hum Pathol. 2018; 85:112-118.

34) Fukuhara N, Tagawa H, Kameoka Y, Kasugai Y, Karnan S, Kameoka J, Sasaki T, Morishima Y, Nakamura S, Seto M. Characterization of target genes at the 2p15-16 amplicon in diffuse large B-cell lymphoma. Cancer Sci. 2006; 97:499-504.

35) Fukuhara N, Nakamura T, Nakagawa M, Tagawa H, Takeuchi I, Yatabe Y, Morishima Y, Nakamura S, Seto M. Chromosomal imbalances are associated with outcome of Helicobacter pylori eradication in t(11;18)(q21;q21) negative gastric mucosa-associated lymphoid tissue lymphomas. Genes Chromosomes Cancer. 2007; 46:784-90.

36) Suguro M, Yoshida N, Umino A, Kato H, Tagawa H, Nakagawa M, Fukuhara N, Karnan S, Takeuchi I, Hocking TD, Arita K, Karube K, Tsuzuki S, Nakamura S, Kinoshita T, Seto M. Clonal heterogeneity of lymphoid malignancies correlates with poor prognosis. Cancer Sci. 2014; 105:897-904.