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Elucidation of epigenomic and metabolic control by Akt signaling in the development of cancer stem cells

Research Project

Project/Area Number 20K07577
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 50010:Tumor biology-related
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

Sekita Yoichi  北里大学, 理学部, 准教授 (20431950)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松本 俊英  北里大学, 医学部, 講師 (10623184)
木村 透  北里大学, 理学部, 教授 (50280962)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsがん幹細胞 / エピジェネティクス / AKTシグナル / 膠芽腫 / グリオブラストーマ / state transition / 脱分化 / エピゲノム / 代謝産物
Outline of Research at the Start

AKTシグナルは細胞の増殖や生存を促進したり、代謝経路を活性化したりするなど、細胞の生存に重要なシグナル経路である。そのためがん組織で異常に活性化していることが多い。私たちは、このAKTシグナルが細胞の初期化を促進することを発見し、その分子機構を解明してきた。本研究では、この知見をがん幹細胞の発生機構の解明へとつなげる。がん幹細胞は、自己増殖と再分化することで、様々な細胞種が混在したヘテロな細胞集団のがん組織を作り出し、薬剤耐性といった悪性化の元凶となるものである。本基礎研究により、がん幹細胞の発生機序を理解し、新規治療法開発の指針となることが期待される。

Outline of Final Research Achievements

Cancer tissues, in most cases, contain various types of cells within the tissue, a characteristic referred to as ‘heterogeneity of cancer tissues’. One of the major reasons why cancer treatment is difficult is that the impact of drugs and radiation varies depending on the type of cell that forms the cancer. The existence of cancer stem cells (CSC) is considered important as a mechanism that creates the heterogeneity of cancer tissues. In this study, we aimed to elucidate the molecular mechanism of CSC formation, and conducted an analysis of the role of signal transduction pathways, and the construction of an experimental system to visualize CSC using cells derived from glioblastoma, a type of brain tumor.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん幹細胞は、がん治療が困難であることの元凶だと考えられるが、その発生メカニズムなど生物学的な知見は乏しい。本研究で得られた、がん幹細胞とAKTシグナル経路の関連や、がん幹細胞を可視化する実験系は、がん幹細胞の基礎研究に貢献すると考えられる。また、がん幹細胞発生に関する遺伝子の探索や治療薬の探索に活用される可能性を持っている。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 4 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Mechanism of promotion of cell reprogramming by AKT signal2023

    • Author(s)
      関田 洋一、木村 透
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 95 Issue: 1 Pages: 66-71

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2023.950066

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2023-02-25
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epigenome editing reveals core DNA methylation for imprinting control in the Dlk1-Dio3 imprinted domain2022

    • Author(s)
      Kojima Shin、Shiochi Naoya、Sato Kazuki、Yamaura Mamiko、Ito Toshiaki、Yamamura Nodoka、Goto Naoki、Odamoto Mika、Kobayashi Shin、Kimura Tohru、Sekita Yoichi
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 50 Issue: 9 Pages: 5080-5094

    • DOI

      10.1093/nar/gkac344

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Switching defective/sucrose non‐fermenting chromatin remodeling complex coordinates meiotic gene activation via promoter remodeling and Meiosin activation in female germline2022

    • Author(s)
      Ito Toshiaki、Ohta Masami、Osada Atsuki、Nishiyama Akira、Ishiguro Kei‐Ichiro、Tamura Tomohiko、Sekita Yoichi、Kimura Tohru
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 28 Issue: 1 Pages: 15-28

    • DOI

      10.1111/gtc.12990

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] SWI/SNF chromatin remodeling complex is required for initiation of sex-dependent differentiation in mouse germline2021

    • Author(s)
      Ito Toshiaki、Osada Atsuki、Ohta Masami、Yokota Kana、Nishiyama Akira、Niikura Yuichi、Tamura Tomohiko、Sekita Yoichi、Kimura Tohru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 24074-24074

    • DOI

      10.1038/s41598-021-03538-8

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] AKT signaling is associated with epigenetic reprogramming via the upregulation of TET and its cofactor, alpha-ketoglutarate during iPSC generation2021

    • Author(s)
      Sekita Y, Sugiura Y, Matsumoto A, Kawasaki Y, Akasaka K, Konno R, Shimizu M, Ito T, Sugiyama E, Yamazaki T, Kanai E, Nakamura T, Suematsu M, Ishino F, Kodera Y, Kohda T, Kimura T.
    • Journal Title

      Stem Cell Res Ther.

      Volume: - Issue: 1 Pages: 510-510

    • DOI

      10.1186/s13287-021-02578-1

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Five multicopy gene family genes expressed during the maternal-to-zygotic transition are not essential for mouse development2021

    • Author(s)
      Wakabayashi Mizuki、Tamura Shiori、Kanzaki Satoko、Kosugi Mayuko、Yoshimura Yuki、Ito Toshiaki、Nagata Kei、Sato Kazuha、Takada Shuji、Sekita Yoichi、Kimura Tohru
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 534 Pages: 752-757

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.11.004

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A RUNX?CBFβ-driven enhancer directs the Irf8 dose-dependent lineage choice between DCs and monocytes2021

    • Author(s)
      Murakami Koichi、Sasaki Haruka、Nishiyama Akira、Kurotaki Daisuke、Kawase Wataru、Ban Tatsuma、Nakabayashi Jun、Kanzaki Satoko、Sekita Yoichi、Nakajima Hideaki、Ozato Keiko、Kimura Tohru、Tamura Tomohiko
    • Journal Title

      Nature Immunology

      Volume: 22 Issue: 3 Pages: 301-311

    • DOI

      10.1038/s41590-021-00871-y

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Involvement of Nlrp9a/b/c in mouse preimplantation development2020

    • Author(s)
      Kanzaki Satoko, Tamura Shiori, Ito Toshiaki, Wakabayashi Mizuki, Saito Koji, Kato Shigeki, Ohta Yasutaka, Sekita Yoichi, Kimura Tohru
    • Journal Title

      Reproduction

      Volume: 160 Issue: 2 Pages: 181-191

    • DOI

      10.1530/rep-19-0516

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Epigenome editing reveals core DNA methylation for imprinting control in the Dlk1-Dio3 imprinted domain.2023

    • Author(s)
      Yoichi Sekita, Shin Kojima, Naoya Shiochi, Tohru Kimura
    • Organizer
      The 21st Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Epigenome editing reveals core DNA methylation for imprinting control in the Dlk1-Dio3 imprinted domain.2023

    • Author(s)
      Yoichi Sekita, Shin Kojima, Naoya Shiochi, Tohru Kimura
    • Organizer
      Genomic Imprinting, from Biology to Disease
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] AKTシグナル経路による、iPS細胞作製過程での、代謝リモデリングを介したエピゲノム制御機構2022

    • Author(s)
      関田洋一
    • Organizer
      第19回北里疾患プロテオーム研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] エピゲノム編集によるDlk1-Dio3インプリントドメインでのDNAメチル化の機能解析2022

    • Author(s)
      関田洋一、他3名
    • Organizer
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] エピゲノム編集によるDlk1-Dio3インプリントドメインでのDNAメチル化の機能解析2022

    • Author(s)
      関田洋一、他3名
    • Organizer
      第45回分子生物学会ワークショップ
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] STELLAによるZFP57の制御機構の解析2022

    • Author(s)
      御園杏里、山﨑瑛司、中村肇伸、木村透、関田洋一
    • Organizer
      第45回分子生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 性染色体がコードするヒストン脱メチル化酵素KDM5CとKDM5Dのマウス胚発生における機能的差異と相同性2022

    • Author(s)
      永田圭、小杉真由子、大谷舞衣、池田優美、吉川友里香、板倉陽子、豊田雅士、関田洋一、木村透
    • Organizer
      第45回分子生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Nlrp5及びNlrp9の雌マウスの生殖能における役割2022

    • Author(s)
      横田佳奈、田村史織、永田圭、神崎理子、 関田洋一、木村透
    • Organizer
      第45回分子生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] SWI/SNFクロマチンリモデリング複合体による生殖細胞の性分化開始機構2022

    • Author(s)
      太田昌美、伊藤駿瑛、長田純輝、 西山晃、石黒啓一郎、田村智彦、関田洋一、木村透
    • Organizer
      第45回分子生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] エピゲノム編集ツールを用いたインプリントIG-DMRにおけるDNAメチル化の機能解析2021

    • Author(s)
      塩地直弥
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] SWI/SNFクロマチンリモデリング複合体による生殖細胞の性分化開始機構の解明2021

    • Author(s)
      伊藤駿瑛
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 着床前および着床後の発生に関与する母性因子としてのNLRP92021

    • Author(s)
      田村史織
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 性染色体がコードするヒストン脱メチル化酵素KDM5CとKDM5Dのマウス胚発生における機能的差異と相同性2021

    • Author(s)
      永田圭
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] RUNX-CBFbによって駆動されるIrf8エンハンサーが単球か樹状細胞か の系譜選択を決定する2021

    • Author(s)
      西山晃
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] SWI/SNFクロマチンリモデリング複合体による始原生殖細胞の性分化制御機構2020

    • Author(s)
      長田純輝、伊藤駿瑛、西山晃、田村智彦、関田洋一、木村透
    • Organizer
      第43回 日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] DNA脱メチル化ツールを用いたIG-DMRにおけるDNAメチル化の機能解析2020

    • Author(s)
      児島進、塩地直弥、木村透、関田洋一
    • Organizer
      第43回 日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] クロマチンリモデリング複合体が、生殖細胞の性分化を開始させることを明らかにしました

    • URL

      https://www.kitasato-u.ac.jp/sci/resea/seibutsu/stemcell/album.html#album20211215

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 2021.9.25 AKTシグナル経路が細胞の初期化を促進する分子機構を解明しました

    • URL

      https://www.kitasato-u.ac.jp/sci/resea/seibutsu/stemcell/album.html#album20210925

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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