KLF5を基軸とした新たな癌関連分子制御メカニズムの解明

• Project/Area Number: 22K08847
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 三代 雅明 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (70645077)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 浩文 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30322184) ; 横山 雄起 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (60615714)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: KLF5 / 消化器癌

Outline of Research at the Start

KLF5 (Kruppel-like factor 5) は大腸癌や食道癌といった特定の癌種でのみ発現が亢進している転写因子であり、治療標的として有望である。KLF5が活性化する下流の遺伝子群には複数の重要な癌関連遺伝子が存在し、私たちはこれまでの研究で、KLF5の新たな標的遺伝子候補としていくつかの癌関連分子を同定している。そこで本研究では、細胞株や臨床サンプルを用いた検討を行うことで、KLF5を基軸とした新たな癌関連分子制御メカニズムを明らかにし、新規治療法の開発につなげることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

KLF5 (Kruppel-like factor 5) は大腸癌や胃癌などの消化器腺癌や頭頸部癌や食道癌などの扁平上皮癌といった特定の癌種でのみ発現が亢進している転写因子であり、大腸癌においては発癌に重要な癌幹細胞マーカーとしての報告もあり、治療標的として有望である。KLF5が活性化する遺伝子群には複数の重要な癌関連遺伝子が存在し、MYC遺伝子やCyclin E1遺伝子などが報告されているが、私達もこれまでの研究で、KLF5の新たな標的遺伝子候補としていくつかの癌関連分子を同定している。本研究では、細胞株や臨床サンプルを用いた検討を行うことで、KLF5を基軸とした新たな癌関連分子制御メカニズムを明らかにし、新規治療法の開発につなげることを目指す。初年度の研究では、当研究室で行ったChIP-seqの結果やパブリックデータベースであるChIP-Atlas、転写因子結合予測ツールであるJASPARを用いたin silico解析の結果からKLF5の標的遺伝子と考えられる候補のうち、これまで教室で研究してきた癌の悪性形質の獲得に関わるMUC1およびPD-L1遺伝子に着目し、KLF5が両遺伝子の発現調節にどのように関わっているかについて検討を行った。まず、大腸癌細胞株にKLF5 siRNAを投与し、MUC1, PD-L1発現が変化するかどうかを調べた。その結果、siRNAによるKLF5ノックダウンによって、MUC1, PD-L1発現はいずれも低下した。次にKLF5が両遺伝子のプロモーター活性に重要かどうかを検討するためにプロモーターアッセイを行った。その結果、MUC1, PD-L1のプロモーター活性はKLF5阻害剤の投与によって、コントロールの50%以下に抑制された。さらにMUC1についてプロモーター活性部位を詳細に調べるためにプロモーター断片を含んだコンストラクトを複数作製した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画に従い、本年度は私たちのこれまでの研究からKLF5の新たな標的遺伝子候補として挙がってきたMUC1, PD-L1遺伝子に着目をして、KLF5が両遺伝子の発現調節に重要であるかどうかについて検討を行った。その結果、KLF5ノックダウンによって、両遺伝子の発現が低下したこと、またKLF5阻害剤の投与によって両遺伝子のプロモーター活性が低下したことから、KLF5が両遺伝子のプロモーター領域に結合し、発現を調節していることが示唆された。
以上の通り、本年は計画していた研究が順調に進捗し、次年度へ向けた準備も進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

今後はKLF5によるMUC1, PD-L1遺伝子の発現調節メカニズムについて、プロモーターアッセイ、Chromatin immunoprecipitation (ChIP) 実験などを行うことで、より詳細に検討を行っていく。また、癌組織サンプルを用いた免疫染色についても準備を進め、検討を行っていく。