Epigenome abnormality in leukemic stem cells

• Project/Area Number: 17J02389
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Hematology
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 久保田 翔 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2017-04-26 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: エピジェネティクス / CML / TIF1beta / KAP1 / リン酸化

Outline of Annual Research Achievements

近年、がんは加齢など環境因子に伴うエピゲノム変異に加えて、遺伝子変異や染色体異常などのゲノム変異が付加蓄積した病態としても新たに認識されつつある。ただし、こうした変異の協調作用によるがん発症のメカニズムは未だ明らかでない。こうした状況の中、申請者は“BCR-ABLチロシンキナーゼによるTIF1betaリン酸化を介したエピゲノム制御異常がCML幹細胞を発生・進展させる”仮説を得た。本研究ではこれらのエピゲノムとCMLとの関わりについて明らかにすることを目的とする。
細胞株を用いた実験では内在性TIF1betaをノックダウンした後に、TIF1betaまたはTIF1beta-3YFリン酸化欠失変異体を導入したヒト白血病細胞株K562を樹立した。この細胞株を用いてFLAG-TIF1betaまたはFLAG-TIF1beta-3YF結合蛋白を精製した後にLC/MS解析によって、TIF1betaチロシンリン酸化特異的なクロマチン結合複合体のタンパク質を同定している。同定した因子の中から新たな治療標的因子としてタンパク質Xを見出し、阻害剤によってK562細胞の増殖が抑えられることを明らかにしている。
BCR-ABL/TIFbetaKOマウスでは著しくCMLの進展を阻害し、一部のマウスでは白血病幹細胞を含めて白血病が消失した。これらのメカニズムについて明らかにするために、白血病幹細胞画分においてRNA-sequence解析を行った。その結果、BCR-ABLによって転写が変化する白血病遺伝子群の半分がTIF1betaが欠損した状態では変化しなかったことから、TIF1betaの機能変化はBCR-ABLによって誘導される白血病幹細胞の発生に重要であることが明らかになった。これらのことから、TIF1betaが重要な治療ターゲットの一つとなりうることが示唆された。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] National University of Singapore(シンガポール)
• [Int'l Joint Research] Universiti Malaysia Sarawak(マレーシア)
• [Journal Article] Low prevalence of the BCR-ABL1 fusion gene in a normal population in southern Sarawak. (2020)
  • Author(s): Kuan JW, Su AT, Tay SP, Fong IL, Kubota S, Su'ut L, Osato M, Sashida G.
  • Journal Title: International Journal of Hematology Volume: 111 Issue: 2 Pages: 217-224
  • DOI: 10.1007/s12185-019-02768-x
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Lineage-specific RUNX2 super-enhancer activates MYC via a chromosomal translocation and promotes the development of blastic plasmacytoid dendritic cell neoplasm (2019)
  • Author(s): Kubota S, Tokunaga K, Umezu T, Yokomizo-Nakano T, Oshima M, Tan KT, Yang H, Kanai A. Iwanaga E, Asou N, Maeda T, Nakagata N. Ito T, Iwama A. Ohyashiki K, Osato M, Sashida G.
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1653-1653
  • DOI: 10.1038/s41467-019-09710-z
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Role for tyrosine phosphorylation of SUV39H1 histone methyltransferase in enhanced trimethylation of histone H3K9 via neuregulin-1/ErbB4 nuclear signaling. (2019)
  • Author(s): Nakajo H, Ishibashi K, Aoyama K, Kubota S, Hasegawa H, Yamaguchi N, Yamaguchi N
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 511 Issue: 4 Pages: 765-771
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.02.130
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ascl1-induced Wnt11 regulates neuroendocrine differentiation, cell proliferation, and E-cadherin expression in small-cell lung cancer and Wnt11 regulates small-cell lung cancer biology (2019)
  • Author(s): Tenjin Yuki、Kudoh Shinji、Kubota Sho、Yamada Tatsuya、Matsuo Akira、Sato Younosuke、Ichimura Takaya、Kohrogi Hirotsugu、Sashida Goro、Sakagami Takuro、Ito Takaaki
  • Journal Title: Laboratory Investigation Volume: 99 Issue: 11 Pages: 1622-1635
  • DOI: 10.1038/s41374-019-0277-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Desuppression of TGF-β signaling via nuclear c-Abl-mediated phosphorylation of TIF1γ/TRIM33 at Tyr-524, -610, and -1048. (2019)
  • Author(s): Yuki R, Tatewaki T, Yamaguchi N, Aoyama K, Honda T, Kubota S, Morii M, Manabe I, Kuga T, Tomonaga T, Yamaguchi N
  • Journal Title: Oncogene Volume: 38 Issue: 5 Pages: 637-655
  • DOI: 10.1038/s41388-018-0481-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Src acts as an effector for Ku70-dependent suppression of apoptosis through phosphorylation of Ku70 at Tyr-530 (2017)
  • Author(s): Morii, M., Kubota, S., Honda, T., Yuki, R., Morinaga, T., Kuga, T., Tomonaga, T., Yamaguchi, N.-t., and Yamaguchi, N.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 292 Issue: 5 Pages: 1648-1665
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.753202
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The age-specific induction of MLL-AF9 regulates the leukemic transformation (2019)
  • Author(s): Ayaka Maeda, Sho Kubota, Yuqi Sun, Kimi Araki, Motomi Osato, and Goro Sashida
  • Organizer: 日本血液学会