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Decoding the histone code through higher-order structure

Research Project

Project/Area Number 21H02403
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 43010:Molecular biology-related
Research InstitutionNagoya University (2023)
Yamaguchi University (2021-2022)

Principal Investigator

Shimada Midori  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (60444981)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords乳がん / エストロゲン受容体 / プロリン異性化酵素 / FKBP / カルシウム / プロリン異性化 / ヒストン / がん / 遺伝子発現 / 遺伝子発現制御 / ヒストンコード / エピジェネティクス
Outline of Research at the Start

ヒストンの化学修飾(ヒストンコード)による遺伝子発現のエピジェネティック制御は、生命の様々な事象の根幹をなす機構である。今までヒストンコードについては、主にリン酸化、メチル化、アセチル化、水酸化、ユビキチン化、等の化学修飾が重要であることが知られてきた。しかし、これらの組み合わせは一次元的な情報であり、その立体構造変化による三次元的な制御についてはほとんど未解明のままである。本研究では立体構造変化によって引き起こされる“三次元的なヒストンコード”を実証する。本研究の成果は、生命科学の発展に貢献するとともに、三次元的なヒストンコードが関与する医学・病理学的な影響の検証から創薬研究へと展開する。

Outline of Final Research Achievements

FKBP52 (FK506 Binding Protein 52) was identified as a poor prognostic factor for breast cancer. FKBP52 is a proline isomerase that isomerizes proline into cis and trans forms. It was found that FKBP52 enhances the function of estrogen receptor alpha (ERα), which is closely related to the malignant transformation of breast cancer. Of note, FKBP52 inhibition markedly inhibited breast cancer cell growth and destabilized ERα against endocrine treatment-resistant breast cancer cell lines, inhibiting their proliferation. Further analysis revealed that FKBP52 activates the expression of genes that promote proliferation via histone modifications.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

乳がんは女性のがんの中で最も罹患者数が多く、死亡者数も第二位となっており、臨床的に重要な疾患である。ER陽性乳がんに対しては、内分泌療法が効果的であるが、一定の割合でこれらの治療に対して再発することが問題となっている。再発には耐性化が原因だと考えられておりERαの活性化が深く関与している。このような背景からER陽性乳がんの再発を克服する新規治療法の開発が求められている。今回の研究成果は、ER陽性乳がんの患者さんに対して問題となるERαの活性化による乳がんの再発に対して理解を深めることとなり、新たなバイオマーカーの発見、効果的な治療法開発へと展開することが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 9 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Impact of <scp>FKBP52</scp> on cell proliferation and hormone‐dependent cancers2023

    • Author(s)
      Hanaki Shunsuke、Shimada Midori
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 114 Issue: 7 Pages: 2729-2738

    • DOI

      10.1111/cas.15811

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  • [Journal Article] Dephosphorylation of NFAT by Calcineurin inhibits Skp2-mediated degradation2023

    • Author(s)
      Hanaki Shunsuke、Habara Makoto、Sato Yuki、Tomiyasu Haruki、Miki Yosei、Shibutani Shusaku、Shimada Midori
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 175 Issue: 3 Pages: 235-244

    • DOI

      10.1093/jb/mvad103

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  • [Journal Article] ER陽性乳がんの新規治療法開発に向けたエストロゲン受容体制御メカニズムの解明2023

    • Author(s)
      羽原 誠, 島田 緑
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 95 Pages: 546-550

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  • [Journal Article] Dephosphorylation of the EGFR protein by calcineurin at serine 1046/1047 enhances its stability2023

    • Author(s)
      Masaki Takahiro、Habara Makoto、Shibutani Shusaku、Hanaki Shunsuke、Sato Yuki、Tomiyasu Haruki、Shimada Midori
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 641 Pages: 84-92

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.12.017

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  • [Journal Article] Estrogen receptor α revised: Expression, structure, function, and stability2022

    • Author(s)
      Habara Makoto、Shimada Midori
    • Journal Title

      BioEssays

      Volume: 44 Issue: 12 Pages: 2200148-2200148

    • DOI

      10.1002/bies.202200148

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    • Author(s)
      Habara Makoto、Sato Yuki、Goshima Takahiro、Sakurai Masashi、Imai Hiroyuki、Shimizu Hideyuki、Katayama Yuta、Hanaki Shunsuke、Masaki Takahiro、Morimoto Masahiro、Nishikawa Sayaka、Toyama Tatsuya、Shimada Midori
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 119 Issue: 15

    • DOI

      10.1073/pnas.2110256119

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    • Author(s)
      Masaki Takahiro、Shimada Midori
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 3 Pages: 1122-1122

    • DOI

      10.3390/ijms23031122

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  • [Journal Article] Calcineurin regulates the stability and activity of estrogen receptor α2021

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      Masaki Takahiro、Habara Makoto、Sato Yuki、Goshima Takahiro、Maeda Keisuke、Hanaki Shunsuke、Shimada Midori
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 118 Issue: 44

    • DOI

      10.1073/pnas.2114258118

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  • [Journal Article] FKBP51 and FKBP52 regulate androgen receptor dimerization and proliferation in prostate cancer cells2021

    • Author(s)
      Maeda Keisuke、Habara Makoto、Kawaguchi Mitsuyasu、Matsumoto Hiroaki、Hanaki Shunsuke、Masaki Takahiro、Sato Yuki、Matsuyama Hideyasu、Kunieda Kazuki、Nakagawa Hidehiko、Shimada Midori
    • Journal Title

      Molecular Oncology

      Volume: 16 Issue: 4 Pages: 940-956

    • DOI

      10.1002/1878-0261.13030

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    • Author(s)
      Hanaki Shunsuke、Habara Makoto、Masaki Takahiro、Maeda Keisuke、Sato Yuki、Nakanishi Makoto、Shimada Midori
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 112 Issue: 7 Pages: 2739-2752

    • DOI

      10.1111/cas.14924

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  • [Presentation] カルシウムシグナルによるがん細胞の増殖制御2024

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      佐藤悠紀、羽原誠、花木駿介、正木貴大、富安遥己、三木陽清、島田緑
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      第46回日本分子生物学会
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      羽原誠、花木駿介、佐藤悠紀、富安遥己、三木陽清、太田智彦、島田緑
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      第46回日本分子生物学会
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      羽原 誠、正木 貴大、佐藤 悠紀、前田 啓介、花木 駿介、島田 緑
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      第10回日本プロテインホスファターゼ研究会学術集会
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      前田 啓介、羽原 誠、松本 洋明、花木 駿介、正木 貴大、佐藤 悠紀、島田 緑
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      正木 貴大、羽原 誠、佐藤 悠紀、前田 啓介、花木 駿介、島田 緑
    • Organizer
      第164回日本獣医学会学術集会
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      https://www.yamaguchi-u.ac.jp/wp-content/uploads/2023/02/21102601wp.pdf

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      https://www.yamaguchi-u.ac.jp/wp-content/uploads/2022/04/22040501.pdf

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  • [Remarks] 山口大学 共同獣医学部 獣医生化学分野 島田研究室

    • URL

      https://www.shimadamidori-lab.com

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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