| Project/Area Number |
24K10280
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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 50010:Tumor biology-related
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| Research Institution | Institute of Science Tokyo |
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Principal Investigator |
清水 幹容 東京科学大学, 総合研究院, 助教 (00774358)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | がん幹細胞 / O-GlcNAc / SOX2 / クロマチン領域 / エピゲノム |
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| Outline of Research at the Start |
がん幹細胞はがんの転移や再発の原因とされる悪性度の高い細胞集団である。そのためがん幹細胞の発生や機能を阻止することができれば非常に重要ながん治療法となるが、その発生機構や機能には不明な点が多いのが現状である。
本研究では、タンパク質に糖鎖が付与される翻訳語修飾であるO-GlcNAc修飾が、がん幹細胞の発生・機能に重要であることに着目し、エピゲノム制御因子のO-GlcNAc修飾により引き起こされるクロマチン領域の変化ががん幹細胞にどのような影響を与えるのか検証を行い、その重要性を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん幹細胞はがんの転移、再発、薬剤耐性などの原因とされる細胞集団であり、これまでの研究から、がん幹細胞の発生・機能に「タンパク質のO-GlcNAc修飾」と「幹細胞因子SOX2の発現」が重要であることを明らかにしている。一方で、SOX2自身がO-GlcNAc修飾を受けずに、エピゲノム制御因子がO-GlcNAc修飾を受けることも示された。本研究では、がん細胞の生物学的性質や不均一性をより反映しているオルガノイドを用いて、AIスクリーニングにより発見した新規O-GlcNAc修飾阻害剤の効果を調べるとともに、がん幹細胞においてO-GlcNAc修飾がもたらすエピジェネティックな変化を明らかにすることを目的としている。
本年度は、国際コンソーシアムHuman Cancer Models Initiative (HCMI)と、世界最大の生物資源提供バンクであるATCCが提供する次世代がんモデルであるオルガノイドを購入し、AIスクリーニングにより発見したO-GlcNAc修飾阻害剤の効果を既存の阻害剤とともに解析した。興味深いことに、2次元的な培養法である接着細胞とは異なり、いくつかの既存の阻害剤ではO-GlcNAc修飾の減少またはSOX2の発現減少がみられないことが示された。そこで新規阻害剤で処理したところ、O-GlcNAc修飾やSOX2の減少は確認されず、オルガノイド形成や細胞生存率にも大きな影響を与えないことが明らかとなった。現在、AIスクリーニングにより発見された他の候補薬剤を用いて、オルガノイドでも効果のあるO-GlcNAc修飾阻害剤を探索を試みるとともに、効果のあった既存の阻害剤を用いてエピジェネティックな変化の網羅的解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画ではAIスクリーニングによる新規阻害剤を用いて解析を行う予定だったが、興味深いことにオルガノイドではほとんど効果がみられなかった。近年では薬剤感受性の検証に用いられるなど前臨床モデルとして利用されているオルガノイドで効果が確認できなかったことから、他の候補薬剤の中から新たな阻害剤を探索する必要が生じてしまった。そのため、本年度の研究はやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
オルガノイドにおいて新規阻害剤の効果がないことが示されたが、既存の阻害剤の中には有効なものも含まれていたため、新規阻害剤の探索と並行して、既存の阻害剤を用いて予定していた解析を行う予定である。具体的には申請者の行った予備実験で明らかとなっているいくつかのエピゲノム制御因子に着目し、ChIP-seqを行うことで「O-GlcNAc修飾を受けるエピゲノム制御因子が結合するゲノム領域」を同定する。またRNA-seqを行い「O-GlcNAc修飾により制御される遺伝子群」を明らかにする。その後、RNA-seqで発現減少がみられた遺伝子群と、ChIP-seqで結合の低下がみられたゲノム領域を統合・分析し、重複する遺伝子群を明らかにし、SOX2が含まれているか検証することで「SOX2の発現に重要なO-GlcNAc修飾を受けるエピゲノム制御因子」を特定する。
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