ミュータジェネシスによる脳腫瘍マウスモデルを用いた細胞競合の解析

• Project Area: Cell competition: a mechanism for survival of the fittest in the multi-cellular community
• Project/Area Number: 15H01482
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高祖 秀登 東京大学, 医科学研究所, 特任講師 (50612876)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2016: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 脳腫瘍 / トランスポゾン / ミュータジェネシス / 細胞競合 / 癌 / 脳・神経

Outline of Annual Research Achievements

がんの発生、および進展は、さまざまな遺伝子変異を有するサブクローンが競合し、最も増殖に適したクローンが選択される適者生存のプロセスから成り立つと考えられている。このようなプロセスをin vivoでモデル化し、がん化に寄与する遺伝子を網羅的に同定するために、本研究では、マウスにおけるトランスポゾン・ミュータジェネシス法を利用した。トランスポゾンを用いてゲノムにランダムに変異を導入し、形成した腫瘍におけるトランスポゾン挿入変異を解析することで、腫瘍形成に寄与した遺伝子を網羅的に同定できる。本研究では、申請者が開発した脳腫瘍のモデルマウスを用いることで、神経前駆細胞が脳腫瘍へと形質転換する過程に寄与する遺伝子の網羅的な探索を目指した。まず、Nestin-creマウスを変異原性トランスポゾンを有するマウスと交配し、脳腫瘍が形成することを確認した。次に、このモデルを用いて癌の悪性化に寄与する遺伝子の同定することを計画した。そのためには、さまざまな段階の病変を回収する必要がある。肉眼的に、初期病変や転移病変を同定することは困難であるため、腫瘍の起源細胞がGFPを発現する、Math1-GFPトランスジェニックマウスを組み合わせたところ、腫瘍をGFPで可視化することができた。GFPの蛍光を指標にして、初期病変と進行病変を回収した。これらの病変からゲノムを抽出し、4-base cutterを用いてゲノムを断片化した。アダプターをライゲーションし、トランスポゾン挿入部位の近傍のゲノム領域をPCRで増幅した。両端にバーコード配列が含まれたindexプライマーを用いることで、イルミナシーケンサーに対応させた。これらのPCR産物を精製して、次世代シークエンサーで解析した。解析結果を得ることができたため、今後、次世代シークエンサーのデータからドライバー遺伝子の同定に進むことができる。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Forkhead box protein P1 is essential for lens epithelium transition to the fiber cells during development but does not play roles for retinal development. (2017)
  • Author(s): Suzuki-Kerr H, Baba Y, Tsuhako A, Koso H, Dekker JD, Tucker H, Kuribayashi H, Watanabe S.
  • Journal Title: Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. Volume: 58 Issue: 4 Pages: 1916-1929
  • DOI: 10.1167/iovs.16-20085
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Role of transcription factor Tgif2 in photoreceptor differentiation in the mouse retina. (2016)
  • Author(s): Kuribayashi H, Tsuhako A, Kikuchi M, Yoshida N, Koso H, Watanabe S.
  • Journal Title: Experimental Eye Research Volume: 152 Pages: 34-42
  • DOI: 10.1016/j.exer.2016.09.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conditional rod photoreceptor ablation reveals Sall1 as a microglial marker and regulator of microglial morphology in the retina. (2016)
  • Author(s): Koso H, Tsuhako A, Lai CY, Baba Y, Otsu M, Ueno K, Nagasaki M, Suzuki Y, Watanabe S.
  • Journal Title: Glia Volume: 64 Issue: 11 Pages: 2005-2024
  • DOI: 10.1002/glia.23038
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Identification of RNA-binding protein LARP4B as a tumor suppressor in glioma (2016)
  • Author(s): Koso H, Yi H, Sheridan P, Miyano S, Ino Y, Todo T, Watanabe S.
  • Journal Title: Cancer Research Volume: 76 Issue: 8 Pages: 2254
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-15-2308
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Expression pattern of Ccr2 and Cx3cr1 in inherited retinal degeneration. (2015)
  • Author(s): Kohno H, Koso H, Okano K, Sundermeier TR, Saito S, Watanabe S, Tsuneoka H, Sakai T.
  • Journal Title: Journal of Neuroinflammation Volume: 12 Issue: 1 Pages: 188-188
  • DOI: 10.1186/s12974-015-0408-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス神経系における細胞競合の検討 (2017)
  • Author(s): 高祖秀登
  • Organizer: 細胞競合・ダイイングコード 合同若手ワークショップ
  • Place of Presentation: 大坂
• [Presentation] Cancer Gene Discovery Using Transposon-based Insertional Mutagenesis (2017)
  • Author(s): 高祖秀登
  • Organizer: Advanced Genome Science International Symposium
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Identification of RNA-binding protein LARP4B as a tumor suppressor gene in glioma (2016)
  • Author(s): 高祖秀登
  • Organizer: 細胞競合コロキウム
  • Place of Presentation: 定山渓ビューホテル（北海道 札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] グリオーマにおける新規がん抑制遺伝子LARP4Bの同定 (2016)
  • Author(s): 高祖秀登
  • Organizer: 癌学会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 誘導型杆体視細胞変性モデルマウスの作成と解析 (2015)
  • Author(s): 高祖秀登、津波古あさの、頼貞儀、馬場行広、大津真、植野和子、長﨑正朗、鈴木穰、渡邉すみ子
  • Organizer: Retina Research Meeting
  • Place of Presentation: JPタワー（東京都 千代田区）
  • Year and Date: 2015-10-31
• [Presentation] Transposon mutagenesis identifies genes that transform neural stem cells into cancer-initiating cells (2015)
  • Author(s): Hideto Koso
  • Organizer: 1st International Symposium on Cell Competition
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府 京都市）
  • Year and Date: 2015-09-10