Superenhancer-mediated RUNX3 overexpression in EB virus-associated tumorigenesis

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K14613
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 大里 元美 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特別招聘教授 (90314286)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: EBウイルス / スーパーエンハンサー / RUNX転写因子

Outline of Annual Research Achievements

EBウイルスは古くより多種のヒト癌への関与が示されているがその癌化メカニズムの詳細は不明な点が多い。本研究ではEBウイルスによる細胞不死化・癌化はRUNX3遺伝子上流に形成されるスーパーエンハンサーによりRUNX3遺伝子の発現が過剰に誘導されることが原因であるという仮説を次の３実験を行うことで証明し、多くのEBウイルス関連腫瘍の治療薬開発へつなげることを目指した。
1. スーパーエンハンサー特異的阻害剤JQ1による細胞増殖抑制：EBウイルス陽性リンパ芽球様細胞株GM12878や複数のEBウイルス陽性B細胞リンパ腫細胞株においてJQ1は強力な増殖抑制効果を示した。また、同様にEBウイルス陽性NK/Tリンパ腫に対しても著名な細胞増殖抑制を示した。
2. クロマチン免疫沈降 (ChIP) -シーケンスによるスーパーエンハンサー形成の確認およびJQ1によるその消失：ChIP-PCR簡便法によりエンハンサーの活性化、不活化などの挙動を検討したところJQ1によるその不活化が確認された。これにともないRUNX3 の発現低下も予想通り観察された。同時にc-Mycの発現も低下しており、RUNX3のエンハンサー内にc-Mycの結合サイトも複数みられたため、JQ1存在下ではc-Mycの発現抑制を介したRUNX3の発現低下の機序も同時に存在することが示唆された。
3. ゲノム編集手法CRISPR/Cas9法によりスーパーエンハンサー領域を欠失させたときの細胞増殖抑制：RUNX3遺伝子の上流40 Kbより50 Kbにまたがるスーパーエンハンサー領域をCRISPR/Cas9法により欠失させたところ著名なRUNX3遺伝子の発現低下および細胞増殖抑制が観察された。従って、上記の仮説は大筋で正しいことが確認された。本研究助成により得られたこれらの知見を基に今後さらに詳細な分子機序の解析を行い治療法開発につなげてゆきたいと考えている。

Research Products

• [Int'l Joint Research] National University of Singapore(Singapore)
  • Country Name: Singapore
  • Counterpart Institution: National University of Singapore
• [Journal Article] Runx Family Genes in Tissue Stem Cell Dynamics. (2017)
  • Author(s): Wang CQ, Mok MM, Yokomizo T, Tergaonkar V, Osato M.
  • Journal Title: Adv Exp Med Biol. Volume: 962 Pages: 117-138
  • DOI: 10.1007/978-981-10-3233-2_9
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] Lack of Phenotypical and Morphological Evidences of Endothelial to Hematopoietic Transition in the Murine Embryonic Head during Hematopoietic Stem Cell Emergence. (2016)
  • Author(s): Iizuka K, Yokomizo T, Watanabe N, Tanaka Y, Osato M, Takaku T, Komatsu N.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 11 Pages: e0156427
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0156427
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cyclin A2 regulates erythrocyte morphology and numbers. (2016)
  • Author(s): Jayapal SR, Ang HY, Wang CQ, Bisteau X, Caldez MJ, Xuan GX, Yu W, Tergaonkar V, Osato M, Lim B, Kaldis P.
  • Journal Title: Cell Cycle Volume: 15 Pages: 3070-3081
  • DOI: 10.1080/15384101.2016.1234546
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification of Stem Cells in the Epithelium of the Stomach Corpus and Antrum of Mice. (2016)
  • Author(s): Matsuo J, Kimura S, Yamamura A, Koh CP, Hossain MZ, Heng DL, Kohu K, Voon DC, Hiai H, Unno M, So JB, Zhu F, Srivastava S, Teh M, Yeoh KG, Osato M, Ito Y.
  • Journal Title: Gastroenterology Volume: 152 Pages: 218-231
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2016.09.018
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Activation of EVI1 transcription by the LEF1/β-catenin complex with p53-alteration in myeloid blast crisis of chronic myeloid leukemia. (2016)
  • Author(s): Manachai N, Saito Y, Nakahata S, Bahirvani AG, Osato M, Morishita K.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 482 Pages: 994-1000
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.11.146
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LIN28B Activation by PRL-3 Promotes Leukemogenesis and a Stem Cell-like Transcriptional Program in AML. (2016)
  • Author(s): Zhou J, Chan ZL, Bi C, Lu X, Chong PS, Chooi JY, Cheong LL, Liu SC, Ching YQ, Zhou Y, Osato M, Tan TZ, Ng CH, Ng SB, Wang S, Zeng Q, Chng WJ.
  • Journal Title: Mol Cancer Res Volume: 15 Pages: 294-303
  • DOI: 10.1158/1541-7786.MCR-16-0275-T
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Aberrant activation of the GIMAP enhancer by oncogenic transcription factors in T-cell acute lymphoblastic leukemia. (2016)
  • Author(s): Liau WS, Tan SH, Ngoc PC, Wang CQ, Tergaonkar V, Feng H, Gong Z, Osato M, Look AT, Sanda T.
  • Journal Title: Leukemia Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1038/leu.2016.392
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] RUNX3 is oncogenic in natural killer/T-cell lymphoma and is transcriptionally regulated by MYC. (2016)
  • Author(s): Selvarajan V, Osato M, Nah GS, Yan J, Chung TH, Voon DC, Ito Y, Ham MF, Salto-Tellez M, Shimizu N, Choo SN, Fan S, Chng WJ, Ng SB.
  • Journal Title: Leukemia Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1038/leu.2017.40
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] RUNX3エンハンサーeR3による腸上皮細胞間リンパ球の抗腫瘍効果制御機構 (2017)
  • Author(s): Osato M
  • Organizer: Cancer Research Institute of Kanazawa University symposium
  • Place of Presentation: Kanazawa, Japan
  • Year and Date: 2017-02-14 – 2017-02-15
  • Invited
• [Presentation] Enhancer for Runx1, eR1: a powerful tool in stem cell and cancer biology (2016)
  • Author(s): Osato M
  • Organizer: 39th Annual Mtg of Molecular Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Enhancer for Runx1, eR1: a powerful tool in stem cell and cancer biology (2016)
  • Author(s): Osato M
  • Organizer: 14th Stem Cell Res Symposium
  • Place of Presentation: Awaji, Japan
  • Year and Date: 2016-05-20 – 2016-05-21
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] Mouse models for core binding factor leukemia
  • URL: http://ircms.kumamoto-u.ac.jp/publications/2015/07/mouse-models-for-core-binding-factor-leukemia.html
• [Remarks] Stem Cells in the Epithelium of the Stomach
  • URL: ircms.kumamoto-u.http://ircms.kumamoto-u.ac.jp/publications/2017/01/identification-of-stem-cells-in-the-epithelium-of-the-stomach-corpus-and-antrum-of-mice.html
• [Remarks] Cbfb knockout mice
  • URL: http://ircms.kumamoto-u.ac.jp/publications/2015/03/cbfb-knockout-mice.html
• [Remarks] Hematopoietic stem cell enhancer
  • URL: http://ircms.kumamoto-u.ac.jp/publications/2015/01/hematopoietic-stem-cell-enhancer.html