形質転換時の代謝リプログラミングにおけるC/EBPβの機能解明と治療戦略の開発
Project/Area Number |
21K08379
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
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Research Institution | Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
Principal Investigator |
横田 明日美 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (00571556)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平位 秀世 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (50315933)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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Keywords | 転写因子 / 代謝 / 腫瘍 / 白血病 / 造血幹細胞 / 造血器腫瘍 |
Outline of Research at the Start |
本研究では、白血病などの造血器悪性腫瘍において、細胞増殖亢進などの形質転換における代謝リプログラミングに焦点を当てる。 脂肪細胞において代謝および細胞分化を制御する重要な転写因子C/EBPβは、一部の白血病や固形癌などにおいて発現上昇がみられ、細胞増殖亢進に重要であることが示唆されている。一方で、正常造血や造血器腫瘍における代謝制御にC/EBPβがどのような役割を担うかはほとんど解明されていない。本研究では、造血器腫瘍マウスモデルを用いて、形質転換時における細胞内代謝の変化をC/EBPβがどのように制御しているか、またC/EBPβが制御する経路が治療標的となり得るか、について検討を行う。
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Outline of Annual Research Achievements |
腫瘍形成を誘導する細胞増殖性シグナルの活性化は、RAS等がん原性の遺伝子異常によってもたらされる。形質転換における細胞増殖の異常な亢進には、増殖の支持に十分な細胞構成成分や核酸を供給するために、代謝リプログラミングが起こることが重要である。先行研究において我々は、BCR-ABL導入・造血幹・前駆細胞(HSPCs)において脂肪細胞のマスター転写因子C/EBPβが脂質代謝関連分子の発現を正に制御していることを見出している。本研究では、造血器腫瘍で認められる細胞増殖性シグナル活性化の例として、NRAS変異、FLT3変異誘導性の白血病モデルを用いて、それらシグナルの下流分子として、脂質代謝制御を担うと同時に細胞の増殖・分化の均衡に重要な転写因子C/EBPβに着目し、検討を行なっている。 2022年度は、白血病モデルマウスの構築方法を、レトロウイルスによるNras-G12D変異およびFlt3-ITD変異導入マウス骨髄細胞の骨髄移植から、Cre誘導性Nras-G12D変異ノックインマウス、Flt3-ITD(internal tandem duplication)ノックインマウスに変更した。Nras-G12D変異の発現は、血液細胞特異的Vav1-iCreにて誘導を行う系を構築した。どちらも末梢血中白血球数の増加と貧血、また骨髄中のHSPC分画の増加を認めた。これらモデルのHSPC分画におけるC/EBPβの発現を調べたところ、mRNAとタンパク両方において増加しており、C/EBPβの標的遺伝子かつ脂質代謝に関連する遺伝子の発現レベルも増加していた。 これら白血病モデルマウスにおいて、Vav1-iCre誘導性にC/EBPβ遺伝子をノックアウトすると、白血病の表現型が著しく減弱することが明らかとなった。今後、そのメカニズムについて詳細を明らかにしていく予定である。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
モデルマウスの構築方法を、当初予定していたレトロウイルスによる白血病原因遺伝子の導入・骨髄移植から、遺伝子改変マウスに変更を行ったため、当初の計画よりも遅れが生じている。Nras-G12D変異ノックインマウス、Flt3-ITD変異ノックインマウスは、国内外の研究者から供与いただいた凍結精子・雄マウスを用いた人工授精によって目的マウスを得て、申請者の研究機関の動物施設に導入されたため、時間を要した。しかしながら、結果的には、両者遺伝子変異ともに、内在性のプロモーターによって発現が制御されるため、レトロウイルス強制発現系と比較して、実際の症例により近いモデルとなると考えられる。さらに、これら白血病マウスにVav1-iCreとCebpb floxアリルを導入し、白血病モデルマウスにおいて血液細胞特異的にC/EBPβ遺伝子をノックアウトした条件のマウスが現在、樹立できたところである。解析結果から、C/EBPβはNras-G12D変異およびFlt3-ITD変異によって誘導される白血病の病態形成において重要な役割を担うことが示唆された。これら遺伝子改変マウスによる白血病モデルマウスについて、さらに解析数を増やして検証を行い、またHSPCのRNA-seq解析、代謝解析を行う予定である。
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Strategy for Future Research Activity |
現在データ得られている白血病モデルマウスは、末梢血を1ヶ月おきに採取し、白血球分画のフローサイトメトリー解析と血算のデータを収集している経過途中である。交配によって新しく得られるマウスについて、これからさらに解析を行い、データ数を増やすと共に、マウスが致死的状態となる前に造血組織の解析を行う。末梢血に加え、骨髄細胞、脾臓細胞をフローサイトメトリーにて解析し、C/EBPβがそれぞれの白血病モデルの病態形成にどのような影響を与えるかを調べる。また、細胞ソーティングによって骨髄細胞からHSPCを含むc-kit陽性細胞を単離し、代謝関連遺伝子の発現、中でもC/EBPβの標的遺伝子として知られる脂質代謝関連酵素を中心に調べる。また、単離した骨髄c-kit陽性細胞を用いて代謝解析を行い、C/EBPβによる代謝経路の制御が、白血病の発症や進展に与える影響について調べるため、検討を行なっていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] The early neutrophil-committed progenitors aberrantly differentiate into immunoregulatory monocytes during emergency myelopoiesis2023
Author(s)
Ikeda N, Kubota H, Suzuki R, Morita M, Yoshimura A, Osada Y, Kishida K, Kitamura D, Iwata A, Yotsumoto S, Kurotaki D, Nishimura K, Nishiyama A, Tamura T, Kamatani T, Tsunoda T, Murakawa M, Asahina Y, Hayashi Y, Harada H, Harada Y, Yokota A, Hirai H, Seki T, Kuwahara M, Yamashita M, Shichino S, Tanaka M, Asano K.
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 42
Issue: 3
Pages: 112165-112165
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Tumor microenvironment-derived R-Spondins enhance anti-tumor immunity to suppress tumor growth and sensitize for immune checkpoint blockade therapy.2021
Author(s)
1.Tang Y, Xu Q, Hu L, Yan X, Feng X, Yokota A, Wang W, Zhang D, Krishnamurthy D, Ochayon DE, Wen L, Huo L, Zeng H, Luo Y, Huang F, Wunderlich M, Zhang J, Vivier E, Zhou J, Waggoner SN, Huang G.
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Journal Title
Cancer Discovery
Volume: 11
Issue: 12
Pages: 3142-3157
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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