がん幹細胞性の発生・維持に、細胞密度は関与するのか？

Research Project

Project/Area Number	22KJ2349
Project/Area Number (Other)	22J23055 (2022)
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Multi-year Fund (2023) Single-year Grants (2022)
Section	国内
Review Section	Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research Institution	Yamaguchi University
Principal Investigator	幸柳尚規山口大学, 共同獣医学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000) Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords	コロニー形成能 / SET / がん幹細胞 / 細胞密度 / SETBP1
Outline of Research at the Start	がんの再発の原因とされるがん幹細胞において、幹細胞性がどのように生まれ維持されているか、その詳細は明らかになっていない。がん促進因子であるSETはヒストンシャペロンとして機能し、エピジェネティックな制御を介して、iPS細胞などの多能性幹細胞の幹細胞性の維持に寄与する。また、当研究室で、SETは多くのがんで幹細胞性を高めることを報告しており、がん幹細胞の幹細胞性の獲得、維持に重要な役割を持つと考えられる。これまでに、培養細胞密度の上昇によりSETが安定化することを明らかにした。そこで本研究では、細胞密度上昇により安定化したSETが、幹細胞性に与える影響を、ヒストン修飾制御に注目して解明する。
Outline of Annual Research Achievements	SETは幹細胞性の維持に寄与する多機能性タンパク質であり、PP2A阻害タンパク質としてタンパク質のリン酸化レベルやヒストンシャペロンとしてヒストン修飾レベルに関与する。これまでに培養中の細胞密度の上昇がSETBP1転写促進を介してSETタンパク質安定化を引き起こすことを明らかにした。本研究では未だ明らかにできていない培養中の細胞密度の上昇が、SETBP1転写を促進する分子機構、ヒストン修飾レベルおよび幹細胞性に与える影響を解析することを目的に研究を進めている。本年度は当初の計画通り、複数のin silico解析から推定されたSETBP1転写因子候補から転写因子を同定することを目的としたSETBP1切断体の作製に取り組んだ。しかしながら、狙い通りの位置でSETBP1を切断することが困難であった。また昨年度から進行中であった6種類の細胞株における、細胞密度の上昇がヒストン修飾レベルおよび幹細胞マーカー発現量に与える影響についても解析を続けたが、複数の細胞株に共通するような変化は認められず、より詳細な解析の必要性が示唆された。一方で、SET発現量の変化が幹細胞性に与える影響を解析する中で、骨肉腫細胞株HOS においてSETがAkt活性化を介してmTORC1、Bmi-1シグナルを促進し、幹細胞性の指標であるコロニー形成能を高めることを明らかにした。興味深いことに複数のがん細胞株を用いた解析から、SETはMyc活性の高いがん種においてこの分子機構を用いて幹細胞性を維持することが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 細胞密度の上昇がSETBP1転写を高める分子機構の解明、ヒストン修飾レベルに与える影響の解析という観点からは、当初予定した計画から遅れている。一方で幹細胞性という観点からは、これまで明らかにされていなかったSETがMyc活性の高いがん種においてAkt活性化を介してmTORC1、Bmi-1シグナルを促進し、幹細胞性の指標であるコロニー形成能を高めることを明らかにし、一定の成果を得ることができたと考えている。
Strategy for Future Research Activity	現在遅れが生じている細胞密度の上昇がSETBP1転写を高める分子機構の解明、ヒストン修飾レベルに与える影響の解析を引き続き進めていく予定である。また研究を進めていく中でin vivo解析の必要性を感じた。そのため今後はこれらの技術の習得に努めていく。