| Project/Area Number |
23K27442
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
23H02751 (2023)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 50010:Tumor biology-related
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
|---|
Principal Investigator |
本田 浩章 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (40245064)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀江 重郎 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (40190243)
世良 康如 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (40836532)
本田 善一郎 お茶の水女子大学, 保健管理センター, 客員教授 (70238814)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
|
|---|
| Keywords | エピジェネティクス / ヒストン修飾因子 / 泌尿器科腫瘍 / UTX、UTY / ヒストン修飾 / UTX, UTY / 泌尿器科系腫瘍 / 炎症性経路 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
ヒストン修飾は遺伝子発現制御を介して組織恒常性に重要な役割を果たし、その逸脱は発がんに関与する。我々は悪性腫瘍で変異を認めるヒストン修飾因子UTXに注目し、変異頻度が最も高い膀胱がんを対象として膀胱特異的にUTXを欠失したマウスを作製し解析した結果、UTX欠失は炎症経路を活性化して発がんに関与すること、および炎症性因子の阻害により膀胱がん細胞の増殖を抑制出来ることを見出した。この申請では、UTX変異頻度が膀胱がんに次いで多い前立腺がんと腎臓がんを中心として、その他のUTX変異を有する固形がんのマウスモデルを作製し、UTX機能欠失による悪性腫瘍発症機構の包括的解明を目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
ヒストンメチル化は遺伝子発現制御を介して組織恒常性に重要な役割を果たし、その逸脱は発がんに関与する。我々は悪性腫瘍で変異を認めるヒストン修飾因子UTXに注目し、変異頻度が最も高い膀胱がんを対象として膀胱特異的Utx欠失マウスを作製し、UTX欠失は炎症経路を活性化して発がんに関与することを見出した。この申請では、UTX変異頻度が膀胱がんに次いで多い前立腺がんと腎臓がんを中心として、その他のUTX変異を有する固形がんのマウスモデルを作製し、UTX機能欠失による悪性腫瘍発症機構の包括的解明を目指す。
令和6年度は、令和5年度に引き続き前立腺がんモデルを中心に作製と解析を行った。UTXはX染色体特異的遺伝子であり、Y染色体にはその相補体であるUTYが存在する。前立腺がんは男性特異的な腫瘍であるため、我々は前立的特異的なUtx欠失マウス（UtxΔ/Δ）に全身でUtyを欠失したUtyノックアウト（UtyKO）マウスを掛け合わせ、前立腺でUTXとUTYの両方を欠失したオスマウスであるUtx, Utyダブルノックアウト（UtxΔ, UtyKO)マウスを作製した。このUtxΔ, UtyKOマウスを長期観察したが前立腺がんの発症を認めなかったため、前立腺がん発症を誘発する目的で、がん抑制遺伝子p53のヘテロノックアウト（p53+/－）マウスとの掛け合わせ、および炎症を誘発する高脂肪食の投与を行った。その結果、UtxΔ, UtyKOマウスにp53+/－マウスを掛け合わせたUtxΔ, UtyKO, p53+/－マウスの前立腺に異形性を認め、そこに高脂肪食の投与を行うと前立腺がんの発症を認めた。これらの結果から、UtxとUtyの欠失のみでは腫瘍化には不十分であり、がん抑制遺伝子の機能不全や炎症の合併が腫瘍化に必要であることが示された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Utxコンディショナルノックアウトマウスに前立腺特異的にCreを発現するPbiCreマウスを掛け合わせて前立腺特異的Utx欠失マウス（UtxΔ/Δ）を作製し、一方で全身でUtyを欠失したUtyノックアウトマウス（UtyKO）を作製し、こられのマウスを掛け合わせて前立腺でUTXとUTYの両方を欠失したUtx/Utyダブルノックアウトオスマウス（UtxΔUtyKO)を作製した。
UtxΔUtyKOを長期観察し前立腺の病理解析を行ったが、腫瘍の発症は認められなかった。そこで、１）がん抑制遺伝子p53のヘテロノックアウトマウス（p53+/－）との掛け合わせ、および２）炎症を介してがん発症を促進する高脂肪食の投与、により前立腺がんの誘発を試みた。その結果、UtxΔUtyKOにがん抑制遺伝子p53+/－を掛け合わせたUtxΔUtyKO p53+/－で前立腺に上皮内腫瘍が発症し、さらに高脂肪食を投与すると前立腺がんに進行することを見出した。これらの結果は、UTXとUTYの欠失はがん抑制遺伝子の機能低下や炎症と協調して前立腺がんの発症に寄与していることを示している。前立腺がん発症におけるUTXの関与を解析する目的で、UtxΔUtyKOを目的群、UTYが正常なUtxΔUty＋をコントロール群として各々の前立腺からRNAを抽出して網羅的に遺伝子発現の変化を解析し（RNA-seq）、さらに得られた結果をGene Set Enrichment Analysis（GSEA）を用いてパスウェイ解析を行ったところ、UTXの欠失により炎症系経路が亢進していること、およびDNA修復系経路が抑制されていることが判明した。これらの結果を検証する目的で、Utx, Utyを欠失した前立腺がん細胞株の樹立も行なった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
１）我々の結果は、前立腺におけるUTXの欠失はi) 炎症系経路の亢進、およびii) DNA修復経路の抑制、を介して前立腺がんの発症に寄与していることを示している。しかし、これらの結果はRNA-seqおよびGSEAにより得られたものであり、実際に生体内でこれらの変化が起こっているかは不明である。この点を検証する目的で、以下の実験を行う。
i) 炎症系経路の亢進について、UtxΔUtyKOとUtxΔUty＋の前立腺を炎症系細胞のマクロファージに対する抗体で免疫染色を行い、UtxΔUty＋の前立腺に比べて
UtxΔUtyKOの前立腺でマクロファージの集積が増加しているかどうかを検討する。ii) DNA修復の抑制について、UtxΔUtyKOとUtxΔUty＋に放射線照射を行い、照射後の前立腺をDNA修復のマーカーであるγH2AXに対する抗体で免疫染色を行い、UtxΔUty＋の前立腺に比べてUtxΔUtyKOの前立腺でγH2AXの消失が遅延しているかどうかを検討する。
２）我々はマウス前立腺がん細胞株にCRISPR/Cas9の手法を用いて、Utyのみを欠失した亜株1と、UtxとUtyの両者を欠失した亜株2を作製した。亜株1と亜株2を同種マウスに移植し腫瘍径を計測し、亜株1に比べて亜株2の増殖が早いかどうかについて検討するとともに、移植した細胞についてRNA-seqおよびGSEAを行い、マウス前立腺と同様の結果かどうかの検討と行う。亜株2が亜株1よりも増殖が早く、またRNA-seqおよびGSEAでマウスと同様の結果を認めた場合、移植マウスにおいて炎症の抑制、またDNA修復を活性化を誘導することにより、亜株2で増殖抑制を認めるかどうかを検討する。
３）ヒト前立腺がんを用いて、上記の結果に関連するWebデータを検討し、上記の結果がヒト検体についても適応されるかどうかについて検討する。
|
