Investigation of epigenetic alterations and oncogenesis induced by transient expression of HTLV-1 Tax
| Project/Area Number |
21K16270
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
栗田 大輔 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 特定研究員 (70790294)
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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 |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | ヒトT細胞白血病ウイルスI型（HTLV-1) / 成人T細胞白血病リンパ腫 / エピゲノム / スーパーエンハンサー / Tax / 細胞骨格 / ヒトT細胞白血病ウイルスI型（HTLV-1） |
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| Outline of Research at the Start |
ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV-1)は癌遺伝子TaxおよびHBZをコードしており感染細胞の維持・発がんに重要な役割を果たしている。一方、生体内でTaxの発現は抑制されており、発現動態・癌化への寄与について十分に解明されていない。申請者が所属する研究室では成人T細胞白血病の細胞株が、Taxを一過性に発現し宿主遺伝子発現の劇的な変化を誘導することを報告した。本研究では一過性Tax発現に伴う宿主遺伝子発現の制御機構を宿主エピゲノム変容に着目して解明し、間歇的Tax発現がどのように宿主ゲノムを変容させ細胞形質の変化を誘導し、感染細胞の維持、発がんに関与しているか明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトT細胞白血病ウイルス1型(HTLV-1)感染細胞は非感染細胞と接触すると、感染細胞の細胞骨格が変化しウイルスシナプスを形成して感染細胞から非感染細胞へHTLV-1が直接伝播することが提唱されている。また癌遺伝子Taxの発現が細胞内シグナルとなりウイルスシナプスの形成を誘導することも報告されている。
本年度はこれまで得られた結果に加え、一過性Tax発現・宿主エピゲノム変容に伴うHTLV-1感染細胞の細胞骨格変化に着目して研究を推進した。HTLV-1細胞株では一過性Tax発現に伴い、アクチンフィラメント形成に関与する遺伝子群の有意な発現増加を認めたが、微小管動態に関与する遺伝子群の有意な発現増加は認めなかった。HTLV-1感染患者の末梢血単核球細胞を用いたシングルセルRNA-seq解析ではTax発現によりアクチンフィラメント形成に関与する有意な遺伝子発現増加およびパスウェイの濃縮を認めた。
アクチンフィラメントは細胞骨格の主要構成因子で細胞の形態変化や運動に関与する。本研究ではアクチンフィラメント形成に関与する遺伝子のうち、Tax発現細胞で特に有意に発現増加を認めたLSP1遺伝子に着目した。 HTLV-1細胞株を用いてLSP1の遺伝子発現を抑制した結果、有意に細胞増殖を抑制し、遺伝子発現解析では酸化ストレスに対する反応、サイトカイン刺激による細胞応答などのパスウェイが有意に低下した。 またLSP1の発現抑制によりHTLV-１感染細胞から非HTLV-1感染細胞へのHTLV-1の感染効率を有意に低下させた。以上の結果からHTLV-1感染細胞ではTaxの一過性発現に伴いアクチン動態を制御することで、細胞の形態変化を誘導し、細胞間のHTLV-I伝播を促進している可能性が示唆された。
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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
昨年度までの研究結果に加えて本年度では新たにHTLV-1感染細胞における一過性Tax発現に伴う遺伝子発現変化およびエビゲノム変化の特徴が明らかになり、間歇的Tax発現に伴う宿主細胞形質変化の全容および発現制御機構の解明に寄与する可能性がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は主にHTLV-1感染細胞の一過性Tax発現に伴う細胞骨格の変化、特にTaxとのアクチンフィラメント形成に関与するタンパとの相互作用を検証する。具体的には①Taxとのアクチンフィラメント形成に関与するタンパクとの共免疫沈降②アクチン動態の制御に関与するタンパクを蛍光色素で識別して間欠的Tax発現に伴う経時的な発現変化を解析し、一過性Tax発現に伴うアクチン動態の制御の詳細なメカニズムを明らかにする。
また①Taxの一過性発現に伴う転写因子ゲノム上分布の動態解析のためCUT&TagまたはChIP mentation ②Tax発現に伴う高次クロマチン構造の変化を検証するためのHi-C解析をそれぞれ行う。得られた結果は学会および論文発表する。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
