ヒストン脱メチル化酵素Ｊｍｊｄ３の造血系に着目した機能解析

• Project/Area Number: 15J06501
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Tumor biology
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 中田 雄一郎 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,170,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: エピジェネティクス / 造血幹細胞 / 白血病幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

JMJD3の欠損が増殖ストレス誘導後の造血幹細胞(HSC)の幹細胞性維持を障害する分子機構を明らかにするため、コントロールおよびJmjd3 コンディショナルノックアウト(cKO)マウスの定常状態のHSCからRNAを単離し、次世代シークエンサーを用いたRNA-sequence によってJMJD3の欠損に伴って発現が変化する遺伝子群を網羅的に解析した。また、コントロールおよびJmjd3 cKOマウスの骨髄前駆細胞にがん遺伝子MLL-AF9を導入し、形質転換させた白血病細胞からフローサイトメトリーを用いて白血病幹細胞(LSC)をソートした。このLSCからもRNAを単離し、同様の解析を行った。さらにこれらの発現データを用いて、Gene set enrichment analysisを行い、特定の転写因子や特定の機能を持つ遺伝子群の発現変化の共通性と特異性を検討し、JMJD3の欠損に伴い活性化あるいは不活性化されるシグナル伝達経路の探索を行った。その結果、Jmjd3 cKO LSCはコントロール LSCと比較して静止状態の細胞で発現が上昇する遺伝子群が有意に不活性化されていた。
我々は、JMJD3の欠損による幹細胞機能の障害が細胞周期の亢進によるものではないかと予想し、細胞周期制御遺伝子の発現量を定量PCRによって検討した。その結果、Jmjd3 cKO LSCではp16INK4aの発現量の大幅な低下が認められた。次に、p16INK4aの発現量の低下がJMJD3の欠損に伴ったH3K27me3の上昇によるものであるか検討するため、p16INK4aの転写開始点上流のH3K27me3レベルをChIP-PCRによって検討した。 Jmjd3 cKO LSCではコントロールLSCと比較してJMJD3の欠損に伴ったH3K27me3レベルの亢進が認められた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Acquired expression of CblQ367P in mice induces dysplastic myelopoiesis mimicking chronic myelomonocytic leukemia (2017)
  • Author(s): Nakata Y, Ueda T, Nagamachi A, Yamasaki N, Ikeda KI, Sera Y, Takubo K, Kanai A, Oda H, Sanada M, Ogawa S, Tsuji K, Ebihara Y, Wolff L, Honda ZI, Suda T, Inaba T, Honda H.
  • Journal Title: Blood Volume: 129 Issue: 15 Pages: 2148-2160
  • DOI: 10.1182/blood-2016-06-724658
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Propagation of tri-methylated H3K27 regulated by EED is required for embryogenesis, hematopoietic maintenance, and tumor suppression. (2016)
  • Author(s): Ueda T, Nakata Y, Nagamachi A, Yamasaki N, Kanai A, Matsui H, Honda ZI, Oda H, Wolff L, Inaba T, Honda H.
  • Journal Title: PNAS Volume: 113(37) Issue: 37 Pages: 10370-10375
  • DOI: 10.1073/pnas.1600070113
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Maintenance of the functional integrity of mouse hematopoiesis by EED and promotion of leukemogenesis by EED haploinsufficiency (2016)
  • Author(s): Ikeda K-I, Ueda T, Yamasaki N, Nakata Y, Sera Y, Nagamachi A, Miyama T, Kobayashi H, TakuboK, Kanai A, Oda H, Wolff l, Honda Z-1, Ichinohe T, Matsubara A, Suda T, Inaba T, Honda H
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Issue: 1 Pages: 29454-29454
  • DOI: 10.1038/srep29454
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ALKR1275Q perturbs extracellular matrix, enhances cell invasion and leads to the development of neuroblastoma in cooperation with MYCN. (2016)
  • Author(s): Ueda T, Nakata Y, Yamasaki N, Oda H, Sentani K, Kanai A, Onishi N, Ikeda K, Sera Y, Honda ZI, Tanaka K, Sata M, Ogawa S, Yasui W, Saya H, Takita J, Honda H.
  • Journal Title: Oncogene. Volume: 無 Issue: 34 Pages: 4447-4458
  • DOI: 10.1038/onc.2015.519
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Fbxl10 overexpression in murine hematopoietic stemcells induces leukemia involving metabolic activation and upregulation of Nsg2 (2015)
  • Author(s): Ueda T, Nagamachi A, Takubo K, Yamasaki N, Matsui H, Kanai A, Nakata Y, Ikeda K Konuma T, Oda H, Wolff L, Honda Z, Wu X, Helin K, Iwama A, Suda T, Inaba T, Honda H.
  • Journal Title: Blood Volume: 125 Issue: 22 Pages: 3437-3446
  • DOI: 10.1182/blood-2014-03-562694
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] JMJD3 Plays Essential Roles in the Maintenance of Hematopoietic Stem Cells and Leukemic Stem Cells through the Regulation of p16INK4a (2017)
  • Author(s): 中田 通一郎, 上田 健, 山崎 憲政, 本田 浩章.
  • Organizer: 2017年度 造血器腫瘍研究会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2017-02-17
• [Presentation] JMJD3 Plays Essential Roles in the Maintenance of Hematopoietic Stem Cells and Leukemic Stem Cells through the Regulation of p16INK4a. (2016)
  • Author(s): Nakata Y, Yamasaki N, Ueda T, Ikeda K, Nagamachi A, Inaba T and Honda H.
  • Organizer: the 58th ASH Annual Meeting and Exposition
  • Place of Presentation: San Diego, CA, U.S.A.
  • Year and Date: 2016-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Jmjd3, a histone demethylase, is required for the functional integrity of hematopoietic stem cells in mice. (2016)
  • Author(s): Nakata Y, Ueda T, Ikeda K, Yamasaki N, and Honda H.
  • Organizer: The 5th JCA-AACR special joint conference
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-07-13