2017 Fiscal Year Research-status Report
がん遺伝子を介した幹細胞性制御機構の新たな分子基盤の解明
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17K08626
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
赤木 紀之 金沢大学, 医学系, 准教授 (70532183)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 崇 金沢大学, 医学系, 教授 (50134622)
上田 篤 金沢大学, 医学系, 助教 (90728560)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ＥＳ細胞 / がん遺伝子 / 自己複製 / 多分化能 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胚性幹細胞（ES細胞）は、初期胚に由来する細胞株で自己複製能と多分化能を保持した細胞株である。マウスES細胞は培地にサイトカインLIFを添加することで、多分化能を維持したまま自己複製することが可能である。一方、培地からLIFを除去すると細胞は分化する。ES細胞は、より未分化な状態であるナイーブ型と、やや分化の進んだプライム型の２つの状態をとることが示され、GSK3とERKの阻害剤（2 inhibitors; 2i）を培地に添加することで、ナイーブ型のマウスES細胞を維持できる。本研究では、「がん細胞とES細胞の類似性」に着目し、ES細胞の自己複製能と多分化能を制御する新たな分子基盤の解明を目指す。我々は、これまでの研究からがん遺伝子ETV4/5が、ES細胞の増殖能と多分化能を制御していることを報告した。本年度は、がん細胞で認められた変異型遺伝子をES細胞に導入し、ES細胞の多分化能や自己複製能へどのように影響するか検証した。
いくつかのがん細胞では、ある転写因子の遺伝子変異が知られている。そこで、この変異型転写因子をPCRで作製し、ES細胞の自己複製能への影響を評価した。まず変異型転写因子の転写活性化能をレポーターアッセイで解析した。その結果、変異型転写因子は、野生型転写因子と比べて非常に高い転写活性化能を保持していた。次に変異型転写因子をES細胞に遺伝子導入し、自己複製能への影響を評価した。その結果、変異型転写因子を遺伝子導入したES細胞は、LIFを添加しなくても未分化状態が維持され、LIF非依存的な自己複製が認められた。興味深いことに、LIFを添加するとコンパクトなコロニー形成能が促進され、ナイーブ状態が亢進している表現型が得られた。このことから、本研究で着目したがん細胞由来の変異型転写因子は、ES細胞のLIF非依存的な自己複製を促進する可能性を見出した。
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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
がん細胞とES細胞では、「両者とも未分化状態で増殖する」や「ES細胞をヌードマウスに移植すると奇形腫を作る」といった知見に加え、「低分化型の悪性腫瘍ではES細胞様の遺伝子発現様式を示す」や「乳がん幹細胞画分では、ES細胞様の遺伝子発現が認められる」などの報告がなされている。このような背景のもと、我々はがん遺伝子を介した幹細胞性制御機構の解明を推進してきた。その結果、上述の通りがん細胞で報告された変異型転写因子が、マウスES細胞ではLIF非依存的な自己複製を促進する知見を得た。このことから、おおむね順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、がん遺伝子を介した幹細胞性制御機構の分子基盤を解明する。変異型転写因子を導入したES細胞と野生型ES細胞について、RNA-seqやChIP-seq解析などを遂行して、類似点と相違点を明らかにする。また、変異型転写因子の下流で機能する遺伝子群を同定し、機能解析を進める。さらに、得られた候補遺伝子の遺伝子破壊ES細胞を樹立し、変異型転写因子を導入しても、自己複製が維持されるか否かを検証する。
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