Discover for the second-hit gene regions using comprehensive gene destruction in neuroblastoma carcinogenesis

• Project/Area Number: 20K08174
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Research Institute for Clinical Oncology Saitama Cancer Center
• Principal Investigator: Takenobu Hisanori 地方独立行政法人埼玉県立病院機構埼玉県立がんセンター(臨床腫瘍研究所), 臨床腫瘍研究所, 研究員 (60392247)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 迎 恭輔 地方独立行政法人埼玉県立病院機構埼玉県立がんセンター(臨床腫瘍研究所), 臨床腫瘍研究所, 主任 (60793974)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 発がん / 細胞分化 / 分子標的 / iPS細胞 / 神経芽腫 / iPS

Outline of Research at the Start

神経芽腫の悪性化と相関する遺伝子を同定するため、ヒトiPS細胞を神経堤細胞に分化する実験系を用いて、正常細胞から神経芽腫細胞を作り出す。iPS細胞由来の神経堤細胞に、神経芽腫の原因遺伝子であるMYCNを高発現させると同時に交感神経系へ分化誘導し、神経芽腫の起源となる細胞のみを取り出す。それらの細胞に対して、全遺伝子を標的とするCRISPRライブラリを導入した後、がん化した細胞を選び出し、どのような遺伝子が神経芽腫を形成するための決定的なセカンドヒットとなっているかを明らかにし、新たな治療標的の同定へつなげる。

Outline of Final Research Achievements

Tumorigenesis and vulnerability of cancer cells to therapeutic drug resistance are thought to be dependent on some kind of gene expression abnormality. In this study, we performed basic research to genetically manipulate normal or cancer cells using comprehensive gene disruption and observed changes in biological characteristics related to carcinogenesis and drug resistance. We also confirmed that cells with naturally occurring genetic mutations acquire tumor formation ability and drug sensitivity through experiments using cells with mutations.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

発がんのメカニズムは、がん種によって様々である。神経芽腫は、神経堤細胞から発生するが、細胞が分化する途中でMYCNの高発現を伴って発がんする。しかし、MYCNが増幅している神経芽腫は発生する全体の30％以下であり、残りはそのメカニズムが不明である。また、近年注目されるPRC2複合体を標的とした阻害剤は、単剤ではごく一部のがんにのみ奏効性を発揮する。そこで、網羅的に遺伝子を破壊することで、発がんした正常細胞内での破壊された遺伝子や、エピジェネティック薬に抵抗性の細胞で網羅的に遺伝子破壊を行い、薬剤感受性に関わる遺伝子を特定することは、エピジェネティック薬の効きやすいがんの層別化に役立つ。

Research Products

• [Journal Article] The PRC2 molecule EED is a target of epigenetic therapy for neuroblastoma (2022)
  • Author(s): Shaliman Dilibaerguli、Takenobu Hisanori、Sugino Ryuichi P.、Ohira Miki、Kamijo Takehiko
  • Journal Title: European Journal of Cell Biology Volume: 101 Issue: 3 Pages: 151238-151238
  • DOI: 10.1016/j.ejcb.2022.151238
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Platelet-to-Lymphocyte Ratio Predicts the Efficacy of Pembrolizumab in Patients With Urothelial Carcinoma. (2022)
  • Author(s): Kurashina R, Ando K, Inoue M, Izumi K, Maruyama R, Mitani K, Takenobu H, Haruta M, Iizuka T, Kamijo T, Kageyama Y.
  • Journal Title: Anticancer Res. Volume: 42 Issue: 2 Pages: 1131-1136
  • DOI: 10.21873/anticanres.15576
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Polycomb EZH1 regulates cell cycle/5‐fluorouracil sensitivity of neuroblastoma cells in concert with MYCN (2022)
  • Author(s): Shinno Yoshitaka、Takenobu Hisanori、Sugino Ryuichi P.、Endo Yuki、Okada Ryu、Haruta Masayuki、Satoh Shunpei、Mukae Kyosuke、Shaliman Dilibaerguli、Wada Tomoko、Akter Jesmin、Ando Kiyohiro、Nakazawa Atsuko、Yoshida Hideo、Ohira Miki、Hishiki Tomoro、Kamijo Takehiko
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 113 Issue: 12 Pages: 4193-4206
  • DOI: 10.1111/cas.15555
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Loss of p53 suppresses replication stress-induced DNA damage in ATRX-deficient neuroblastoma (2021)
  • Author(s): Akter Jesmin、Katai Yutaka、Sultana Parvin、Takenobu Hisanori、Haruta Masayuki、Sugino Ryuichi P.、Mukae Kyosuke、Satoh Shunpei、Wada Tomoko、Ohira Miki、Ando Kiyohiro、Kamijo Takehiko
  • Journal Title: Oncogenesis Volume: 10 Issue: 11 Pages: 1256-1256
  • DOI: 10.1038/s41389-021-00363-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] スフェア特異的転写因子CDX1はヒストン修飾変化をともなって幹細胞特異的な遺伝子発現を制御する (2022)
  • Author(s): 竹信尚典、杉野隆一、春田雅之、大平美紀、佐藤俊平、上條岳彦
  • Organizer: 第１５回日本エピジェネティクス研究会
• [Presentation] PRC2阻害とエピジェネティック阻害剤を組み合わせた神経芽腫の効果的な治療法の開発 (2022)
  • Author(s): 竹信尚典、遠藤悠紀、ディルバーサルマン、秦佳孝、大平美紀、杉野隆一、岡田龍、春田雅之、佐藤俊平、迎恭輔、ジェスミンアクター、和田朋子、中澤温子、上條岳彦
  • Organizer: 第81回日本癌学会
• [Presentation] CDX1は遺伝子発現制御を介して神経芽腫細胞における幹細胞性および増殖の制御をする (2022)
  • Author(s): 竹信尚典、杉野隆一、大平美紀、春田雅之、佐藤俊平、迎恭輔、和田朋子、岡田龍、ディルバーサルマン、上條岳彦
  • Organizer: 第45回日本分子生物学会
• [Presentation] パイオニア転写因子CDX1は神経芽腫細胞における発生関連遺伝子の発現を制御する (2021)
  • Author(s): 竹信尚典、杉野隆一、大平美紀、春田雅之、迎恭輔、和田朋子、力石浩志、遠藤悠紀、秋田直洋、岡田龍、ディルバーサルマン、上條岳彦
  • Organizer: 第80回 日本がん学会学術総会
• [Presentation] 神経芽腫における分化関連遺伝子のエピジェネティックな発現抑制メカニズムの解明 (2021)
  • Author(s): Hisanori Takenobu, Zhenghao Li, Ryuichi P. Sugino, Kyosuke Mukae, Miki Ohira, Masayuki Haruta, Yuki Endo, Ryu Okada, Dilibaerguli Shaliman, Sultana Parvin, Takehiko Kamijo
  • Organizer: 第14回 日本エピジェネティック研究会年会
• [Presentation] Tumor sphere specific gene CDX1 binds to OCT4 and MAX promoters to regulates stemness (2020)
  • Author(s): Hisanori Takenobu, Miki Ohira, Ryuichi Sugino, Dilibaerguli Shaliman, Koji Chikaraishi, Ryu Okada, Kyosuke Mukae, Tomoko Wada, Yuki Endo, Nobuhiro Akita, Masayuki Haruta, Takehiko Kamijo
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会
• [Presentation] p53 deficiency limits ATRX loss induced replication stress and genome instability in neuroblastoma cells (2020)
  • Author(s): Jesmin Akter, Parvin Sultana, Hisanori Takenobu, Miki Ohira, Ryuichi Sugino, Masayuki Haruta, Takehiko Kamijo
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会
• [Presentation] iPS細胞由来神経堤細胞からの人工的発がんモデル開発 (2020)
  • Author(s): Kyosuke Mukae, Hisanori Takenobu, Hiroaki Kanda, Miki Ohira, Yuki Endo, Masayuki Haruta, Junya Toguchida, Kenji Osafune, Tatsutoshi Nakahata, Takehiko Kamijo
  • Organizer: 第62回日本小児血液・癌学会学術集会