Epigenetic regulation of lymphocyte cell division and oncogenesis
Project/Area Number |
21H02751
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 49070:Immunology-related
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Research Institution | Hiroshima University |
Principal Investigator |
保田 朋波流 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (40334429)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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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)
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Keywords | リンパ腫 / エピゲノム制御 / 免疫応答 / B細胞 / 細胞増殖 / B細胞分化 / T細胞分化 / 細胞分裂 / 細胞不死化 / 細胞老化 / 体細胞変異 / H3K27me3 |
Outline of Research at the Start |
免疫細胞の分裂増殖は抗原特異的なクローンを増幅するだけでなく分化方向の決定とも連動することが知られており、免疫応答の特性を決定する重要要素である。免疫応答では抗原に反応したリンパ球が適切に細胞分裂を開始し適切なタイミングで停止されなければならないが、その制御メカニズムについては十分に解明されていない。本研究課題では癌遺伝子やウイルス抗原によって活性化したB細胞の不死化前後で発現が顕著に制御される因子として新規に見出した細胞老化や癌関連遺伝子群を足掛かりとしてリンパ腫発症の新たなメカニズムに迫るとともに、リンパ球分化を細胞分裂と連動して制御する分子基盤と免疫応答特性における役割の解明を目指す。
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Outline of Annual Research Achievements |
免疫細胞の分裂増殖は、抗原特異的なクローンを増幅するだけでなく分化方向の決定とも連動することが知られており、免疫応答の特性を決定する重要要素である。抗原に反応したリンパ球が適切に細胞分裂を開始し、適切なタイミングで分裂停止するメカニズムの一つとしてポリコーム抑制複合体PRC2を構成するEed遺伝子を候補として見出した。PRC2複合体はヒストンメチルトランスフェラーゼ活性をもち、主にヒストンH3のK27をメチル化する酵素であり、サイレンシングされるゲノム領域の標的化を行うことが知られている。Eed遺伝子をT細胞特異的に欠損させたマウスを作成したところ、NKT細胞の胸腺分化が完全に阻害されることを発見した。さらに詳細に解析を進め、NKT分化が停止する分化段階を特定できた。現在その要因となっている分子メカニズムの解析を行っている。またEed遺伝子をB細胞特異的に欠損させたマウスを作成したところ、B細胞分化が骨髄内の早期に停止することを見出した。結果として成熟したB細胞が抹消組織から消失し、IgM, IgG抗体価はいずれも著しい減少を示した。一方で、IgA抗体価は正常値であったことから、IgA産生に至るB細胞の分化経路が他の抗体産生経路と異なることが示唆された。またB細胞分化の全域におけるEedの発現パターンを解析したところ、胚中心反応においてEedの発現が上昇することを見出した。そこで胚中心B細胞特異的にEedを欠損するマウスを作成したところ、B細胞のクラススイッチ組換や体細胞突然変異が正常に起こらないことが判明した。これらB細胞の異常についてもその要因となっている分子メカニズムの解析を行っている。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
結果に間違いがないことを慎重に確認しながら研究を進めることで、大きく研究が後退することなく明らかにすべき点について一つ一つ取り組み、着実に前進している。研究室の教員や学生の実験手技や研究に対する意識が向上しており、順調な進展につながっていると感じている。
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Strategy for Future Research Activity |
EedfloxマウスをT細胞特異的CreマウスやB細胞特異的Creマウス, 胚中心B細胞特異的Creマウスと交配させたマウスを用いて、引き続き免疫応答に関する研究を進める。T細胞特異的Eed欠損マウスの特にNKT細胞に関する影響について、標的遺伝子をRNA-seqやChip-seqにより特定し、PRC2-EedがNKT細胞の分化をどのように制御しているのか明らかにする。またB細胞特異的Eed欠損マウス、胚中心B細胞特異的Eed欠損マウスの解析は抗体アイソタイプごとのB細胞分化経路について、各種臓器を横断し、IgM欠損であるμMTマウスや抗体産生細胞が特異的に欠損するPrdm1ノックアウトマウス、B細胞を特異的にマーキングするMb1CreERT2;R26EYFPマウスなども並行して解析することで、生体のB細胞分化システム全体を対象に細胞レベル、分子レベルで説明のつく抗体産生の制御メカニズムを明らかにする。これら制御メカニズムの解明に向けては、ゲノムやトランスクリプトーム解析を詳細に行う必要があり、そのためのバイオインフォマティシャンに新たに加えた研究体制でオミクス解析を行う。Eedの標的の一つとして見出している、Arfについてもfloxマウスや、Arf発現細胞可視化マウスにより、外来蛋白質抗原(NP-CGG)に対する免疫応答における分裂回数制御や不死化への影響を明らかにする。抗原に増殖応答したGC B細胞でのArf発現変化を分裂回数や分化指標(胚中心B細胞、記憶B細胞、形質細胞)と合わせて解析し、B細胞の分裂限界制御におけるArfの役割を1細胞レベルで明らかにする。外来抗原に対する二次応答やB細胞分化、加齢に伴う免疫応答性の変化との関係、がん遺伝子ドライバー存在下や自然誘発がんの条件下での不死化への影響について調べる。
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Report
(2 results)
Research Products
(26 results)
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[Journal Article] Kastor and Polluks polypeptides encoded by a single gene locus cooperatively regulate VDAC and spermatogenesis.2022
Author(s)
Mise S#, Matsumoto A#*, Shimada K, Hosaka T, Takahashi M, Ichihara K, Shimizu H, Shiraishi C, Saito D, Suyama M, Yasuda T, Ide T, Izumi Y, Bamba T, Kimura-Someya T, Shirouzu M, Miyata H, Ikawa M, Nakayama KI*.
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Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 13(1)
Issue: 1
Pages: 1071-1071
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Potential role of inducible GPR3 expression under stimulated T cell conditions2022
Author(s)
Shiraki, H., Tanaka, S., Guo, Y., Harada, K., Hide, I, Yasuda, T. and Sakai, N
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Journal Title
J. Pharmacol. Sci.
Volume: 148
Issue: 3
Pages: 307-314
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Efficient CRISPR/Cas9-mediated precise gene repair in T cells to treat EBV-triggered primary HLH in mice and human2022
Author(s)
Li, X., Wirtz, T., Weber, T., Lowenstein, E.D., Sommermann, T., Tran, N.T., Danner, E., Graf, R., Zach, A., Lebedin, M., Yasuda, T., Kocks, C., de la Rosa, K., Kuhn, R., Chu, V.T., and Rajewsky, K.
Organizer
International LIT Symposium
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Int'l Joint Research
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