糖質コルチコイドによるRNAメチル化を介したT細胞制御の解明

• Project/Area Number: 22K08654
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 福岡 秀規 神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (80622068)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 重村 克巳 神戸大学, 保健学研究科, 准教授 (00457102) ; 山田 正三 (財)冲中記念成人病研究所, その他部局等, 研究員 (80260131)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: グルココルチコイド / m6A / RNAメチル化 / ACTH / T細胞

Outline of Research at the Start

糖質コルチコイド（GC）の過剰による免疫抑制としてT細胞分化の変化が知られている。この機序には、T細胞分化誘導を担うサイトカインのmRNA安定性が関与している。mRNA安定性の調節因子であるN6-メチルアデノシン（m6A）修飾が、GCにより調節される事が示され、申請者はGCによるm6A修飾の変化がT細胞の分化調節に関わっているのではという着想に至った。本研究では、クッシング症候群患者にご協力いただき、治療前後の血液検体を用いてm6A変化を検討する。また、健常者から分離したPBMCにm6A修飾酵素の遺伝子編集を行い、GCに対する反応性の変化を解析する。

Outline of Annual Research Achievements

糖質コルチコイド（GC）は強力な抗炎症作用、免疫抑制作用を持ち、生体におけるストレス応答を担っている。GC分泌を調節している副腎皮質刺激ホルモン（Adrenocorticotropic hormone: ACTH）は下垂体から分泌され、GCによるネガティブフィードバック機構を呈し、その過剰分泌を抑制する機構として作用している。近年、ストレス刺激により脳内のm6A調節がGCにより異常を呈する事が示された。m6Aは転写後修飾として最も豊富に存在するRNA修飾である。生理学的にも発生や概日リズムに重要な役割を担っており、m6Aの調節異常は多彩な病態と関わっている事が明らかとなってきた。
m6A修飾の調整酵素としてWriter（メチル化酵素）、Eraser（脱メチル化酵素）が存在する。本研究ではまずこれらの調節酵素によるACTH分泌調節について検討を行った。
ACTH分泌調節を検討するモデルとしてマウス由来ACTH分泌細胞株を用いてGC投与を行ったところ、ACTH前駆体であるproopiomelanocortin (POMC)の発現がm6A調節酵素に与える影響について検討したところMettl3, FTOの抑制を認めた。次にAtT20細胞においてFTOノックダウンを行ったところ、POMCは40％低下した。さらにこれがm6Aを介しているかを明らかにするためFTOにおけるm6A脱メチル化活性の特異的阻害剤であるFB23-2を用いて検討を行ったところ、同様にPOMC発現を低下させた。
次にメチル化酵素であるMettl3について同様の検討を行ったところ、POMC発現はやはり50%の低下を認めた。
これらを含め、現在Mettl3とFTOがPOMCのmRNAに対して、それぞれ異なった転写因子のm6A調節を介してPOMC発現を調整していると考え、検討を重ねている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

T細胞における機能を解析する研究を目指しているが、その全段階として、内因性グルココルチコイドの分泌を規定するACTH合成分泌にこのm6Aの調整分子であるFTO, Mettl3が関わっている事が明らかになり、この点を追求する方向に現在研究が進んでいるため、当初の予定を少し変更を余儀なくされている事が原因と考えております。

Strategy for Future Research Activity

今後、ACTH分泌をm6A修飾分子がどのようにACTH分泌を制御しているのかを明らかにするため、より分子的なメカニズムを明らかにしてまいります。具体的にはFTOノックダウン細胞においてm6A修飾が増えた際にそのreader分子（YTHファミリー、IGF2BPファミリー、eIF3など）を明らかにし、どのようにFTOがACTHの転写、翻訳、分泌過程を調整しているかを明らかにします。また、FTOはmRNAのメチル化を介して調節するため、その標的となるmRNAを同定し、新たなACTH調節分子機構としての確立を目指します。
また、これが急性ストレス、慢性ストレス、病態としてのクッシング病といったどのレベルでの病態に関連しているかを明らかにする予定です。
次にFTOノックアウトマウスで同様の機構が存在するかを検証します。

Research Products

• [Journal Article] Combined Hypophysitis and Type 1 Diabetes Mellitus Related to Immune Checkpoint Inhibitors (2023)
  • Author(s): Fujita Yasunori, Kamitani Fumika, Yamamoto Masaaki, Fukuoka Hidenori, Hirota Yushi, Nishiyama Nobuharu, Goda Naho, Okada Yuko, Inaba Yuiko, Nakajima Hiroki, Kurematsu Yukako, Kanie Keitaro, Shichi Hiroki, Urai Shin, Suzuki Masaki, Yamamoto Naoki, Bando Hironori, Iguchi Genzo, Takahashi Yutaka, Ogawa Wataru
  • Journal Title: Journal of the Endocrine Society Volume: 7 Issue: 3 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1210/jendso/bvad002
  • Peer Reviewed / Open Access