EZH2過剰発現により誘導される新規異常複合体の解明

• Project/Area Number: 19K07661
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50010:Tumor biology-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 新城 恵子 名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (40641618)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: EZH2 / 複合体 / 新規複合体

Outline of Research at the Start

EZH2はヒストンメチル化酵素であり、EZH2の発現亢進は多くのがんで観察される。近年EZH2の酵素活性を阻害する薬の開発が進んでいるが、EZH2酵素活性阻害薬は、EZH2が過剰発現した腫瘍のすべてで有効ではなく、EZH2の本来の酵素活性に非依存的な発がんへの関与が注目されている。本研究では我々が見出したEZH2の新規複合体の解明を試みる。この新規複合体はEZH2高発現による悪性化の原因解明につながると考える。さらに新規複合体形成を阻害することは新たな治療標的となりうる。本研究により、EZH2高発現の腫瘍における新たな分子メカニズムの解明が可能であると考える。

Outline of Annual Research Achievements

ヒストンメチル化酵素EZH2 (enhancer of zeste homolog 2) はPRC2（ポリコーム複合体2）の構成タンパク質であり、多くのがんで発現が高い。近年EZH2阻害薬は臨床応用されているが、一方でEZH2酵素活性阻害薬は、EZH2が過剰発現した腫瘍のすべてで有効ではないことも明らかとなってきている。EZH2はがんにおいてPRC2とは異なる複合体を形成することが知られており、アンドロゲンレセプター、STAT3、NF-κBと複合体を形成し、悪性化に寄与することが報告されている。
我々はこれまでにEZH2が過剰発現している複数の腫瘍細胞において、EZH2はヒストン修飾酵素X(protein X)と複合体を形成していることを見出した。この新規EZH2複合体は通常の複合体とは異なる新たな機能を獲得し、悪性化に寄与している可能性がある。これまでに脳腫瘍 (GBM）、乳がん (Breast ca.)、前立腺がん、肺がんなど複数のがん種の細胞株を用いて、この異常複合体が存在することを確認した。EZH2は核内に多く局在するが、EZH2-protein X異常複合体も核内で認めることが免疫沈降から明らかとなった。複合体の存在はProximity ligation assay（PLA）でも確認を試みた。複数の細胞でPLA反応を行ったところ、複合体を示すPLAのスポットはがん細胞で多い傾向があった。この結合はFRETでも確認した。今後はクロマチン免疫沈降を行い、この複合体による標的遺伝子部位を同定することを目指している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

EZH2とprotein Xの新規標的を見出すために、過剰発現系を作成した。しかし、この場合は過剰発現という異常な状況を反映してしまう恐れがある。そこで、内因性遺伝子にTagタンパク質を発現させることにした。CRISPRシステムを用いて、内因性遺伝子部位にタグタンパク質のノックインを試みているが、ノックイン細胞が得られず苦労している。
一方、FRETを用いたアッセイ系ではEZH2の結合の可能性が示唆された。

Strategy for Future Research Activity

内因性遺伝子にTagタンパク質を導入した細胞が得られ次第、その細胞を利用してChIP-seqを行い新規複合体の標的を同定する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Astrocyte-induced mGluR1 activates human lung cancer brain metastasis via glutamate-dependent stabilization of EGFR. (2024)
  • Author(s): Ishibashi Kojiro、Ichinose Toshiya、Kadokawa Riki、Mizutani Ryo、Iwabuchi Sadahiro、Togi Sumihito、Ura Hiroki、Tange Shoichiro、Shinjo Keiko、Nakayama Jun、Nanjo Shigeki、Niida Yo、Kondo Yutaka、Hashimoto Shinichi、Sahai Erik、Yano Seiji、Nakada Mitsutoshi、Hirata Eishu.
  • Journal Title: Developmental Cell Volume: 59 Issue: 5 Pages: 579-594
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2024.01.010
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mutation of the SWI/SNF complex component Smarce1 decreases nucleosome stability in embryonic stem cells and impairs differentiation (2024)
  • Author(s): Kashiwagi Katsunobu、Yoshida Junko、Kimura Hiroshi、Shinjo Keiko、Kondo Yutaka、Horie Kyoji
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: 137 Issue: 6
  • DOI: 10.1242/jcs.260467
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Rapid detection of the MYD88 L265P mutation for pre‐and intra‐operative diagnosis of primary central nervous system lymphoma. (2023)
  • Author(s): Yamaguchi Junya、Ohka Fumiharu、Kitano Yotaro、Maeda Sachi、Motomura Kazuya、Aoki Kosuke、Takeuchi Kazuhito、Nagata Yuichi、Hattori Hikaru、Tsujiuchi Takashi、Motomura Ayako、Nishikawa Tomohide、Kibe Yuji、Shinjo Keiko、Kondo Yutaka、Saito Ryuta.
  • Journal Title: Cancer Science Volume: - Issue: 6 Pages: 2544-2551
  • DOI: 10.1111/cas.15762
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutation detection of urinary cell-free DNA via catch-and-release isolation on nanowires for liquid biopsy (2023)
  • Author(s): Takahashi Hiromi、Yasui Takao、Hirano Masaki、Shinjo Keiko、Miyazaki Yusuke、Shinoda Wataru、Hasegawa Takeshi、Natsume Atsushi、Kitano Yotaro、Ida Mikiko、Zhang Min、Shimada Taisuke、Paisrisarn Piyawan、Zhu Zetao、Ohka Fumiharu、Aoki Kosuke、Rahong Sakon、Nagashima Kazuki、Yanagida Takeshi、Baba Yoshinobu
  • Journal Title: Biosensors and Bioelectronics Volume: 234 Pages: 115318-115318
  • DOI: 10.1016/j.bios.2023.115318
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Fusobacterium infection facilitates the development of endometriosis through the phenotypic transition of endometrial fibroblasts. (2023)
  • Author(s): Muraoka Ayako、Suzuki Miho、Hamaguchi Tomonari、Watanabe Shinya、Iijima Kenta、Murofushi Yoshiteru、Shinjo Keiko、Osuka Satoko、Hariyama Yumi、Ito Mikako、Ohno Kinji、Kiyono Tohru、Kyo Satoru、Iwase Akira、Kikkawa Fumitaka、Kajiyama Hiroaki、Kondo Yutaka.
  • Journal Title: Science Translational Medicine Volume: 15 Issue: 700 Pages: 700-700
  • DOI: 10.1126/scitranslmed.add1531
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TUG1-mediated R-loop resolution at microsatellite loci as a prerequisite for cancer cell proliferation. (2023)
  • Author(s): Suzuki Miho M.、Iijima Kenta、Ogami Koichi、Shinjo Keiko、Murofushi Yoshiteru、Xie Jingqi、Wang Xuebing、Kitano Yotaro、Mamiya Akira、Kibe Yuji、Nishimura Tatsunori、Ohka Fumiharu、Saito Ryuta、Sato Shinya、Kobayashi Junya、Yao Ryoji、Miyata Kanjiro、Kataoka Kazunori、Suzuki Hiroshi I.、Kondo Yutaka.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 14 Issue: 1 Pages: 4521-4521
  • DOI: 10.1038/s41467-023-40243-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characteristic DNA methylation profiles of chorionic villi in recurrent miscarriage (2022)
  • Author(s): Matsumoto Y, Shinjo K, Mase S, Fukuyo M, Aoki K, Ozawa F, Yoshihara H, Goto S, Kitaori T, Ozaki Y, Takahashi S, Kaneda A, Sugiura-Ogasawara M, Kondo Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 11673-11673
  • DOI: 10.1038/s41598-022-15656-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CA19-9 in Combination with Methylated HOXA1 and SST Is Useful to Diagnose Stage I Pancreatic Cancer (2022)
  • Author(s): Suehiro Yutaka、Suenaga Shigeyuki、Kunimune Yuki、Yada Shoko、Hamamoto Kaori、Tsuyama Takanori、Amano Shogo、Matsui Hiroto、Higaki Shingo、Fujii Ikuei、Suzuki Chieko、Hoshida Tomomi、Matsumoto Toshihiko、Fujimoto Yuko、Kaino Seiji、Shinjo Keiko、Kondo Yutaka、Sakaida Isao、Takami Taro、Nagano Hiroaki、Yamasaki Takahiro
  • Journal Title: Oncology Volume: 100 Issue: 12 Pages: 674-684
  • DOI: 10.1159/000527342
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pathogenic Epigenetic Consequences of Genetic Alterations in IDH-Wild-Type Diffuse Astrocytic Gliomas. (2019)
  • Author(s): Ohka F, Shinjo K, Deguchi S, Matsui Y, Okuno Y, Katsushima K, Suzuki M, Kato A, Ogiso N, Yamamichi A, Aoki K, Suzuki H, Sato S, Arul Rayan N, Prabhakar S, Goke J, Shimamura T, Maruyama R, Takahashi S, Suzumura A, Kimura H, Wakabayashi T, Zong H, Natsume A, Kondo Y
  • Journal Title: Cancer Research Volume: 79 Pages: 4814-4827
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 新規LSD1阻害剤の開発と脳腫瘍に対する治療効果 (2023)
  • Author(s): 新城恵子、梅原崇史、鈴木美穂、近藤 豊
  • Organizer: 第16回エピジェネティクス研究会年会
• [Presentation] LSD1を標的とした脳腫瘍の新規治療薬の開発 (2023)
  • Author(s): 新城恵子、梅原崇史、近藤 豊
  • Organizer: 第27回分子標的治療学会学術集会
• [Presentation] 脳腫瘍を標的とした新規LSD1阻害剤の開発 (2023)
  • Author(s): 新城恵子、梅原崇史、室伏 善照、鈴木美穂、近藤 豊
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 新規LSD1阻害剤の開発と脳腫瘍に対する治療効果 (2022)
  • Author(s): 新城恵子、梅原崇史、鈴木美穂、柏木克信、近藤 豊
  • Organizer: 第15回エピジェネティクス研究会年会
• [Presentation] 脳腫瘍に対する新規LSD1阻害剤の治療効果 (2022)
  • Author(s): 新城恵子
  • Organizer: 第26回分子標的治療学会学術集会
• [Presentation] 脳腫瘍を標的とした新規LSD1阻害剤の開発とその機序の解明 (2022)
  • Author(s): 新城恵子、梅原崇史、室伏 善照、鈴木美穂、近藤 豊
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会
• [Presentation] がんエピジェネティクスの新展開 (2022)
  • Author(s): 新城恵子
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] ヒストンメチル化酵素EZH2過剰発現細胞における新規複合体の同定 (2020)
  • Author(s): 新城恵子
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会
• [Presentation] A Novel EZH2 Complex in Cancer cells (2020)
  • Author(s): 新城恵子
  • Organizer: 15th Asia Epigenome Meeting 2021
  • Int'l Joint Research
• [Book] がんゲノムペディア“エピゲノム創薬” (2024)
  • Author(s): 新城恵子、近藤豊
  • Total Pages: 254
  • Publisher: 羊土社
  • ISBN: 9784758121309
• [Book] 遺伝を考える“エピジェネティクス” (2023)
  • Author(s): 新城恵子、近藤豊
  • Total Pages: 309
  • Publisher: 日本医師会雑誌
• [Book] 胆と膵 (2023)
  • Author(s): 新城恵子、近藤豊
  • Total Pages: 101
  • Publisher: 医学図書出版
  • ISBN: 9784865175400
• [Book] リアルタイム・デジタルPCR実験スタンダード (2022)
  • Author(s): 新城恵子、近藤豊
  • Total Pages: 299
  • Publisher: 羊土社
  • ISBN: 9784758122573
• [Book] 疾患原因遺伝子・タンパク質の解析技術と創薬/診断技術への応用 (2022)
  • Author(s): 新城恵子、近藤豊
  • Total Pages: 530
  • Publisher: 技術情報協会
• [Book] 論文図表を読む作法 (2022)
  • Author(s): 新城恵子、近藤豊
  • Total Pages: 286
  • Publisher: 羊土社
  • ISBN: 9784758122603
• [Book] 疾患原因遺伝子・タンパク質の解析技術と創薬/診断技術への応用 (2022)
  • Author(s): 新城恵子、近藤 豊
  • Total Pages: 9
  • Publisher: 技術情報協会
  • ISBN: 9784861048777
• [Remarks] 名古屋大学腫瘍生物学ホームページ
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/cancerbio/index.html