| Project/Area Number |
23K09346
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
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| Research Institution | National Defense Medical College |
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Principal Investigator |
峯村 周 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 病院 歯科口くう外科, 講師 (00972457)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 直彦 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (50345013)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 口腔扁平上皮癌細胞 / 転写調節領域 / 転写因子 / 治療抵抗性 / ATAC-sequenc / シスプラチン / 口腔扁平上皮癌 / スーパーエンハンサー / microRNA / 抗癌剤耐性 |
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| Outline of Research at the Start |
頭頸部扁平上皮癌（HNSCC）／口腔扁平上皮癌（OSCC)が抗癌剤に対して治療抵抗性を獲得する過程で、強力な遺伝子転写制御を行うスーパーエンハンサー（SE）を発現させていることが示唆される。また、このSEの発現時に誘導される機能性RNAの中には治療抵抗性に関わる「マスター分子」と密接に関係しているものが含まれている。本研究ではこれらの「マスター分子」を明らかにして治療抵抗性を解除する治療戦略を考案する事を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
治療標的となるドライバー遺伝子が見つからないため、外科的治療が適応されない口腔扁平上皮癌（OSCC）患者に対しては、薬物療法・放射線治療が施される。薬物治療に使用される抗癌剤は、依然としてシスプラチン（CDDP）がキードラッグである。しかしながら治療中にOSCC細胞はCDDPに対する治療抵抗性を獲得する。治療抵抗性に至ったOSCC患者に対する有効な治療法は乏しく、その生命予後は極めて不良である。OSCC細胞がどの様にしてCDDPに対する抵抗性を獲得するか、その分子メカニズムを解明は治療抵抗性に至ったOSCC患者に対する新規治療法の開発に重要な知見を与える。
ゲノム上に存在する遺伝子は、クロマチンに結合する転写因子群によってその発現制御が行われている。エピゲノムの新しい概念として、細胞はその運命を決定する重要な場面においてゲノム上に強力な転写調節領域が出現し、生命の維持に不可欠な遺伝子を強力に発現させるという「スーパーエンハンサー」が提唱された。「スーパーエンハンサー」に結合する転写調節因子は、そのゲノム領域に存在する遺伝子の発現に深く関与する。
ATAC（Assay for Transposase-Accessible Chromatin）-sequenceは、ゲノムワイドでオープンクロマチン構造を選択的に検出する解析手法である。頭頸部扁平上皮癌細胞株（CAL-27）を用いて、CDDP添加後の初期応答に関与する転写調節領域を探索し、その転写調節領域に結合する転写因子の探索を行った。CDDP添加後のオープンクロマチン領域に対してモチーフ解析を行った結果、AP-1、Fra-1、JunBなどの転写因子結合配列を認めた。
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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
近年開発された、ATAC-sequenceは、全ゲノムを対象に、オープンクロマチン領域の情報を得る解析方法である。ヌクレオソームによって保護されていないDNA部位（転写因子が結合し、転写活性が高い領域）にトランスポゼースを使ってシークエンスタグを導入し、ゲノム全領域の中でオープンクロマチン領域だけタグ化した断片にする事ができる。この標識部位を次世代シークエンサーで解析する事によって、転写が活性化されている場所とその頻度を調べる事が可能となる。
本年度は、頭頸部扁平上皮癌細胞株（CAL-27）に抗癌剤（CDDP）を曝露した後、初期に惹起されるゲノム上のクロマチンの変化をATAC-sequence により解析した。CDDP曝露6時間後の解析では、遺伝子の転写活性が高い領域（オープンクロマチン243 領域）および転写が抑制されている領域（クローズクロマチン35 領域）を検出する事が可能であった。更に、CDDP添加後のオープンクロマチン領域に対して、モチーフ解析を行った結果、AP-1、Fra-1、JunBなどの転写因子結合配列を認めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回の解析により、CDDP添加後のオープンクロマチン領域に結合する可能性のある転写因子群（AP-1、Fra-1、JunBなど）について、それら転写因子が制御する機能性RNA遺伝子の探索を行う。
(1) 癌細胞に、AP-1、Fra-1、JunBを過剰発現させ、これら転写因子より制御を受ける機能性RNA遺伝子の網羅的な解析を行う。
(2) 癌細胞にCDDPを曝露させ、時間経過と共に発現変化する機能性RNA遺伝子の網羅的な解析を行う。
(3) (1)(2)のデータをマージさせ、CDDP曝露後に、転写因子群（AP-1、Fra-1、JunBなど）により発現制御を受ける機能性RNA遺伝子を選択する。
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