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Establishment of an imaging system for environment-induced epigenome alterations

Research Project

Project/Area Number 20K07628
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 InstitutionHoshi University (2022)
National Cancer Center Japan (2020-2021)

Principal Investigator

Hattori Naoko  星薬科大学, 先端生命科学研究所, 特任准教授 (30611090)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsエピジェネティクス / DNAメチル化 / 環境要因 / がん / エピゲノム / 発がん
Outline of Research at the Start

環境要因への曝露は、発がんの関連要因もしくは原因であるが、その分子機構は不明な点が多い。また、がん予防の観点から、これらの要因の同定は喫緊の課題である。申請者は、慢性炎症などの環境要因がエピゲノム異常を誘発すること、慢性炎症を除去することが発がんを抑制することを示してきた。本研究では、マウスES細胞と遺伝子改変マウスを用いて、環境要因への曝露に対するエピゲノム異常を可視化するシステムを構築、分子機構の解明、大腸発がんの予防法開発に応用することを目的とする。将来的には、新規のエピゲノム異常誘発要因の同定にも繋がる。

Outline of Final Research Achievements

In this study, my aim was to develop an imaging system for detecting epigenome alterations caused by exposure of environmental factors. Firstly, I constructed a vector containing tetracycline-responsive element and EF1α promoter upstream of the mCherry gene, along with a T2A sequence and a puromycin-resistant gene. Additionally, I employed a knock-in system using the CRISPR/Cas9 system to insert the gene downstream of the endogenous promoter. To confirm the effectiveness of the imaging system, I developed a system to induce gene-specific DNA methylation using the CRISPR-dCas9-Dnmt3a system. Moreover, to identify promoters that are sensitive to aberrant DNA methylation triggered by chronic inflammation, I conducted a genome-wide DNA methylation analysis on colonic epithelial cells from mice administered with dextran sulfate.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

環境要因への曝露は発がんの関連要因もしくは原因であるが、その分子機構は不明な点が多い。本システムによって、エピゲノム異常からの発がんの分子機構が解明されるだけでなく、エピゲノム異常誘発の抑制・解除によるがん予防の効果をモニターすることが可能となる。将来的には、新たながん予防法の開発や新規のエピゲノム異常誘発要因の同定に繋がる。

Report

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

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] DNAメチル化阻害剤2021

    • Author(s)
      服部奈緒子, 牛島俊和
    • Journal Title

      遺伝子医学mook

      Volume: 36 Pages: 196-203

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] DNA脱メチル化剤および変異型IDH阻害剤の臨床導入と新規開発の現状2020

    • Author(s)
      服部奈緒子, 牛島俊和
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 272 Pages: 106-114

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Epigenomic alterations in tumor ecosystems in response to intrinsic and extrinsic factors2023

    • Author(s)
      Naoko Hattori, Yu-Yu Liu, Yoshimi Yasukawa, Hideyuki Takeshima, Toshikazu Ushijima
    • Organizer
      Scientific Session at the Society of Toxicology (SOT) 62nd Annual Meeting
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 正常組織エコシステムのエピゲノム変化と発がんへの関与2022

    • Author(s)
      服部奈緒子、リュウ ユユ、安川佳美、牛島俊和
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 環境要因による正常組織エコシステムにおけるエピゲノム変化2022

    • Author(s)
      服部奈緒子、リュウ ユユ, 安川佳美、竹島秀幸、牛島俊和
    • Organizer
      第49回日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 環境要因によるエピゲノム撹乱と発がんへの関与2022

    • Author(s)
      服部奈緒子、牛島俊和
    • Organizer
      22EEGネットシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 幹細胞のエピゲノム記憶に関わるヒストンリーダーの同定2021

    • Author(s)
      服部奈緒子
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Identification of bivalent chromatin domain in senescent cells2021

    • Author(s)
      服部奈緒子
    • Organizer
      第80回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Visualization of multivalent histone modification in cellular differentiation and cellular senescence2020

    • Author(s)
      服部奈緒子
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] Inflammation and Cancer: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, 2nd Edition2023

    • Author(s)
      Naoko Hattori, Yu-Yu Liu, Toshikazu Ushijima
    • Total Pages
      17
    • Publisher
      Springer Science+Business Media
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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