様式 4-1

研究助成 2019－がん領域－

研究成果報告書（最終）<概要>
所属

神⼾医療産業都市推進機構先端医療研究センター⾎液・腫瘍研究部

⽒

名井上 ⼤地研 究 テーマll

スプライシング異常による発癌機構の解明

研 究 助 成 報 告 と して広 報 資 料 に掲 載 さ れる点 を留 意 するこ と 。
概 要 の構 成 は⾃ 由 と するが、 研 究 ⽬ 的 、 研 究 ⼿ 法 、 研 究 成 果 など を、 １ ページにまと めるこ と 。
（ 図 表 、 写 真 など の貼 付 を含 む）

遺伝情報をコードするエキソン間に介在するイントロン配列は、全ゲノム内に 20 万個以上存在しスプライシングの過程で pre-mRNA から適切に除去される。そのわずか 0.3％を占める「マイナーイントロン」は重要な遺伝子にのみ含まれ通常とは異なる機序でスプライシングされることが知られている。非コード領域であるイントロン配列は通常のイントロンでは進化的に保存されていないが、マイナーイントロンは高度に保存されており生物学的な意義がうかがえる。マイナーイントロンの制御異常は遺伝子発現や発がんに深く寄与すると考えられるが、その詳細な機構は全く解明されていない。
本研究では、まず、マイナーイントロンのスプライシングを制御する ZRSR2 遺伝子の機能喪失型変異が血液がんで検出されることに注目し、ZRSR2 変異を有する患者 RNA データの解析や Zrsr2 ノックアウトマウスの作成を行った。それにより、ZRSR2 変異細胞ではマイナーイントロ含有遺伝子においてそれらが除去されずに残存し、mRNA ごと分解され標的遺伝子の著しい発現低下に至る現象を分子レベルで捉えることに成功した。さらに、ゲノム編集技術を応用した CRISPR スクリーニング法により、発がんに重要なスプライシング異常をきたす標的遺伝子の探索を行い、RAS 関連分子を負に制御する LZTR1 のスプライシング異常を同定した。すなわち、ZRSR2 変異は LZTR1 の喪失を介して、造血細胞の形質転換やクローン拡大に寄与していることを生体モデルや細胞株を用いて明らかとした。さらに興味深いことに、様々ながんで LZTR1 のマイナーイントロン上の変異を検出し、このような非コード領域の変異が上記と同様のスプライシング異常を惹起することを証明し、マイナーイントロンを介した LZTR1mRNA の制御に基づいた新規発がん経路の存在の発見に至った。
これらの成果により、マイナーイントロンの脱制御による発がん機構を世界で初めて明らかにしただけでなく、がん促進的に機能するイントロン変異の同定においても、CRISPR 技術を応用した新しい手法を開発することができた。近年、コーディング領域の変異を中心に注目を浴びている LZTR1 遺伝
子のスプライシング異常は血液腫瘍にとどまらず、がん横断的に認められる現象であることも本研究で明らかとなった。スプライシング異常による発がん機構はこれまでの我々の研究を含めて注目を集めており、病態理解やメカニズムに基づく治療応用につながることが期待される。

様式 4-3①

研究助成 2019－がん領域－

研究成果報告書（最終）<発表実績/予定⼀覧>
所属 神⼾医療産業都市推進機構先端医療研究センター⾎液・腫瘍研究部

⽒

名 井上⼤地1. 論⽂発表実績llllll

研 究 助 成 報 告 と して広 報 資 料 に掲 載 さ れる点 を留 意 するこ と 。
掲 載 年 次 順 （ 新 しいものから ） に 記 ⼊ するこ と 。 ただし 、 本 研 究 助 成 ⾦ 交 付 後 のものに限 る。
著 者 名 、 論 ⽂ 名 、 掲 載 誌 名 、 巻 、 最 初 と 最 後 の⾴ 、 発 表 年 ( ⻄ 暦 ) 、 査 読 の有 無 について記 ⼊ する。
なお、 著 者 名 は省 略 せず、 全 てを記 ⼊ し、 ⾃ 分 の名 前 に下 線 を引 く 。
国 内 外 雑 誌 を問 わない。
印 刷 中 は i n p r e s s と 記 ⼊ 、 投 稿 中 の論 ⽂ はその旨 を記 載 するこ と 。 なお学 会 のアブスト ラ ク ト は含 めない。
欄 が⾜ り ない場 合 は、 増 やし て記 ⼊ するこ と 。

① ＜論⽂ PDF 添付あり＞

１２３４567Inoue D, Polaski JT, Taylor J, Castel P, Chen S, Kobayashi S, Hogg SJ, Hayashi Y, Bello Pineda JM, Ettaib
EM, Erickson C, Knorr K, Fukumoto M, Yamazaki H, Tanaka A, Fukui C, Lu XL, Durham BH, Liu B, WangE, Mehta S, Zakheim D, Grippa R, Penson A, Chew GL, McCormick F, Bradley RK, Abdel-Wahab O. Minor
intron retention drives clonal hematopoietic disorders and diverse cancer predisposition. Nat Genetics, 2021
Apr 12. doi: 10.1038/s41588-021-00828-9. Online ahead of print.査読有.Fujino T, Goyama S, Sugiura Y, Inoue D, Asada S, Yamasaki S, Matsumoto A, Yamaguchi K, Isobe Y,Tsuchiya A, Shikata S, Sato N, Morinaga H, Fukuyama T, Tanaka Y, Fukushima T, Takeda R, Yamamoto K,Honda H, Nishimura E, Furukawa Y, Shibata T, Abdel-Wahab O, Suematsu M, Kitamura T. Mutant ASXL1
induces age-related expansion of phenotypic hematopoietic stem cells through activation of Akt/mTOR
pathway. Nat Commun, 2021 Mar 23;12(1):1826. doi: 10.1038/s41467-021-22053-y.査読有
Takeda R, Asada S, Park SJ, Yokoyama A, Becker HJ, Kanai A, Visconte V, Hershberger CE, Hayashi Y,
HHEX promotes myeloid transformation in cooperation with mutant ASXL1. Takeda R, Asada S, Park SJ,
Yonezawa T, Tamura M, Fukushima T, Tanaka Y, Fukuyama T, Matsumoto A, Yamasaki S, Nakai K, Yamazaki
Yokoyama A, Becker HJ, Kanai A, Visconte V, Hershberger CE, Hayashi Y, Yonezawa T, Tamura M,S, Inaba T, Shibata T, Inoue D, Honda H, Goyama S, Maciejewski JP, Kitamura T. HHEX promotes myeloid
Fukushima T, Tanaka Y, Fukuyama T, Matsumoto A, Yamasaki S, Nakai K, Yamazaki S, Inaba T, Shibata T,
transformation in cooperation with mutant ASXL1. Blood, 2020 Oct 1;136(14):1670-1684.査読有
Inoue D, Honda H, Goyama S, Maciejewski JP, Kitamura T. Blood, 2020 Oct 1;136(14):1670-1684.
Inoue D, Chew GL, Liu B, Michel BC, Pangallo J, D’Avino AR, Hitchman T, North K, Lee SC, Bitner L,Ariele B, Moore AR, Yoshimi A, Hoyos LE, Cho H, Penson A, Lu SX, Taylor J, Chen Y, Kadoch C, AbdelWahab O, Bradley RK. Spliceosomal disruption of the non-canonical BAF complex in cancer.
Nature, 2019 Oct;574(7778):432-436.査読有Yoshimi A, Lin KT, Wiseman DH, Rahman MA, Pastore1 A, Intlekofer AM, Wang B, Lee SCW, Micol JB,Zhang XJ, Inoue D, Thompson CB, Levine RL, Bradley RK, Abdel-Wahab O. Coordinated Alterations in
RNA Splicing and Epigenetic Regulation Drive Leukemogenesis. Nature, 2019 Oct;574(7777):273-277.査読有
Taylor J, Sendino M, Gorelick AN, Pastore A, Chang MT, Penson AV, Gavrila EI, Stewart C, Melnik EM,Herrejon Chavez F, Bitner L, Yoshimi A, Lee SC, Inoue D, Liu B, Zhang XJ, Mato AR, Dogan A, Kharas MG,Chen Y, Wang D, Soni RK, Hendrickson RC, Prieto G, Rodriguez JA, Taylor BS, Abdel-Wahab O. Alterednuclear export signal recognition as a driver of oncogenesis. Cancer Discov, 2019 Oct;9(10):1452-1467.査読有Trivedi G, Inoue D, Chen C, Bitner L, Chung YR, Justin T, Gönen M, Wess J, Abdel-Wahab O, and Zhang L.
Muscarinic acetylcholine receptor regulates self-renewal of early erythroid progenitors.
Sci Transl Med. 2019 Sep 25;11(511).査読有様式 4-3②

2. 学会発表実績
llll

発 表 年 順 （ 新 しいものから ） に 記 ⼊ するこ と 。 ただし 、 本 研 究 助 成 ⾦ 交 付 後 のものに限 る。
発 表 学 会 名 、 発 表 者 名 、 演 題 を記 ⼊ する。
国 内 外 を問 わない。
欄 が⾜ り ない場 合 は、 増 やし て記 ⼊ するこ と 。

発表時期
2020 年 12 月

第 62 回米国血液学会（口演）、井上大地、ZRSR2 Mutation Induced Minor
Intron Retention Drives MDS and Diverse Cancer Predisposition Via Aberrant
Splicing of LZTR1

2019 年 12 月

第 61 回米国血液学会（口演）、井上大地、Aberrant RNA Splicing Contributes
to the Pathogenesis of EVI-Rearranged Myeloid Leukemias

2019 年 12 月

第 61 回米国血液学会（口演）、井上大地、Spliceosomal Disruption of the NonCanonical SWI/SNF Chromatin Remodeling Complex in SF3B1 Mutant
Leukemias

１２

発表学会名、発表者名、演題

３

3. 投稿、発表予定
投稿/発表時期
１２
３
４
5

投稿（リバイス）
投稿（リバイス）投稿
2021 年 9 月
招待講演
2021 年 10 月
招待講演
2022 年 2 月

雑誌名、学会名等
Cell Stem Cell
Re-induction of osteolineage differentiation in impaired MSCs restore normal
hematopoiesis in MDS
Trends in Molecular Medicine
Targeting myelodysplastic syndrome with novel therapeutic strategies
第 83 回日本血液学会学術集会
第 80 回日本癌学会学術総会
12th AACR-JCA Joint Conference