ＥＳ細胞未分化性維持機構の知見を利用したがん幹細胞の単離・解析

• Project/Area Number: 12J09944
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 腫瘍生物学
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 浦 大樹 独立行政法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2012: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: エピジェネティクス / Sp1 / Sp3 / 自己複製 / 基本転写因子 / 白血病幹細胞 / Eed / Embryonic Stem Cell / 細胞競合 / リプログラミング / ポリコーム郡遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

がん幹細胞を同定するには、白血病幹細胞内の不均一ながん細胞集団の中のがん幹細胞の割合を増やしてがん幹細胞の特性を知ることが１つの手段だと考えられる。そのためには細胞の不均一性は何によってどのようにもたらされるのかを知る必要がある。これまでの申請者の研究結果より、ポリコーム群遺伝子の１つであるEedによるエピジェネティックな制御によってES細胞が完全な未文化状態から不完全な未分化状態にシフトすることが示唆されており、このエピジェネティックな制御が不均一性を生み出している可能性がある。また近年、がん幹細胞とES細胞は同様なメカニズムによって制御されている可能性が示唆されているため、この現象に着目し研究を行った。
Eed欠損ES細胞を用いてヒストンH3K27メチル化の有無によって、多能性に寄与する転写因子のリクルートには影響しないことが示されたため、次に多能性転写因子の転写制御機構に着目し、代表的な多能性転写因子であるOct3/4とSox2のクロマチン免疫沈降シークエンスのデータ解析の１つである転写因子のMotif解析により、Sp1がOct3/4とSox2に結合していることが示唆された。また、Sp1と進化的にも構造的にも非常によく似ているSp3が機能重複している可能性が示唆されたため、Sp1/Sp3ダブルノックアウトES細胞を作成し、機能解析を行った。それぞれの単独ノックアウトES細胞は野生型とほぼ違いが見られなかったが、Sp1/Sp3ダブルノックアウトES細胞の解析より、Oct3/4:Sox2複合体に含まれるSp1/Sp3は、特異的にKlfファミリーの発現制御に関与し、そのことでES細胞の自己複製に関与していると考えられる。またSp1/Sp3はがん幹細胞でも発現していることが想定され、さらにがん幹細胞の自己複製にも関与している可能性が示唆される。がん幹細胞においてもSp1/Sp3に着目し研究を行うことで、がん幹細胞の自己複製のメカニズムの解明に近づくと考えられる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Safeguards for Cell Cooperation in Mouse Embryogenesis Shown by Genome-Wide Cheater Screen (2013)
  • Author(s): Dejosez M, Ura H, Brandt V, Zwaka TP
  • Journal Title: Science Volume: 341 Issue: 6153 Pages: 1511-1514
  • DOI: 10.1126/science.1241628
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Context-dependent wiring of Sox2 regulatory networks for self-renewal of embryonic and trophoblast stem cells (2013)
  • Author(s): Adachi K, Nikaido I, Ohta H, Ohtsuka S, Ura H, Kadota M, Wakayama T, Ueda HR, Niwa H.
  • Journal Title: Molecular Cell Volume: 52 Issue: 3 Pages: 380-392
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2013.09.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] The role of Non-Specific transcription factor in Pluripotent Network (2014)
  • Author(s): 浦 大樹、丹羽 仁史
  • Organizer: 第37回 分子生物学会
  • Place of Presentation: Yokohama
  • Year and Date: 2014-11-27
• [Presentation] Relationship between transcription factor recruitment and DNA methylation in distinct pluripotent states (2014)
  • Author(s): 浦 大樹、丹羽 仁史
  • Organizer: エピジェネティクス研究会年会2014
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2014-05-26 – 2014-05-27
• [Presentation] Appropriate downregulation of Eed is required for proper differentiation of Embryonic Stem cells (2012)
  • Author(s): 浦大樹
  • Organizer: 第35回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: マリンメッセ福岡(博多)
  • Year and Date: 2012-12-13
• [Book] 実験医学 30巻10号 (2012)
  • Author(s): 浦大樹
  • Publisher: 羊土社