悪性脳腫瘍におけるRNAメチル化の制御機構とその役割の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10867
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: 上羽 哲也 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (00314203)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 八幡 俊男 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (40380323) ; 川西 裕 高知大学, 医学部, 研究員 (90527582) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 膠芽腫 / RNA / 核酸の修飾

Outline of Annual Research Achievements

DNAのシトシンメチル化に加え、RNAのシトシンもメチル化を受けることが報告されているが、その生物学的な機能や各疾患における異常に関しては殆ど知られていない。
膠芽腫の一部で検出されるイソクエン酸脱水素酵素(IDH) 1や2の変異は、発がんを促進する代謝産物である2-ヒドロキシグルタル酸(2-HG)を産生し、この疾患の原因の一つである。2-HGは、5-メチルシトシンの水酸化により脱メチル化酵素Ten-eleven translocation (TET)を抑制することでゲノムDNAのCpGを高度にメチル化し、この腫瘍に特徴的なメチル化プロファイルを示す。また、TETはRNAのシトシンも標的としていることが知られている。しかしながら、膠芽腫におけるRNAのシトシンメチル化の異常については殆ど知られていない。
昨年度、正常脳組織や星状細胞と比較して、膠芽腫やIDH変異型の乏突起膠腫ではRNAのシトシンメチル化レベルが著しく増加していることを見出している。また、膠芽腫細胞株は、2-HGの細胞膜透過性の類似体である(2R)-Octyl-α-hydroxyglutarate の添加により、RNAのシトシンメチル化と細胞増殖の抑制効果が観察された。本年度は、膠芽腫においてRNAのシトシンメチル化に関わる遺伝子の同定を行った。23のRNA修飾関連遺伝子をsiRNAによりノックダウンし、細胞増殖抑制効果とシトシンメチル化レベルの変動を測定した。これらのうち数遺伝子においてノックダウンにより細胞増殖の抑制とシトシンメチル化の抑制が観察された。　これらの結果から、RNA修飾関連遺伝子の中で一部の遺伝子が膠芽腫における細胞増殖の制御に関わっている可能性が考えられた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

RNAメチル化異常に関わる候補遺伝子が同定出来つつある。しかしながら、修飾の標的となる分子の同定には至っていない。

Strategy for Future Research Activity

今後は、ノックダウンにより細胞増殖またはRNAのシトシンメチル化を抑制した遺伝子の発現と膠芽腫の関連性や治療標的としての可能性を検討する必要がある。また、シトシンメチル化修飾の標的となる遺伝子の同定を実施する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Remote effects in the ipsilateral thalamus and/or contralateral cerebellar hemisphere using FDG PET in patients with brain tumors. (2018)
  • Author(s): Iwasa H, Murata Y, Nishimori M, Miyatake K, Tadokoro M, Kohsaki S, Nogami M, Ueba Y, Ueba T, Yamagami T.
  • Journal Title: Jpn J Radiol. Volume: 36 Pages: 303-311
  • DOI: 10.1007/s11604-018-0721-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stimulation of brain nicotinic acetylcholine receptors activates adrenomedullary outflow via brain inducible NO synthase-mediated S-nitrosylation. (2018)
  • Author(s): Higashi Y, Shimizu T, Yamamoto M, Tanaka K, Yawata T, Shimizu S, Zou S, Ueba T, Yuri K, Saito M.
  • Journal Title: Br J Pharmacol. Volume: 175 Pages: 3758-3772
  • DOI: 10.1111/bph.14445
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The inhibitory role of intracellular free zinc in the regulation of Arg-1 expression in interleukin-4-induced activation of M2 microglia. (2018)
  • Author(s): Aratake T, Higashi Y, Ueba Y, Hamada T, Shimizu T, Shimizu S, Yawata T, Ueba T, Saito M.
  • Journal Title: Metallomics Volume: 10 Pages: 1501-1509
  • DOI: 10.1039/c8mt00248g
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Attenuation of zinc-enhanced inflammatory M1 phenotype of microglia by peridinin protects against short-term spatial-memory impairment following cerebral ischemia in mice. (2018)
  • Author(s): Ueba Y, Aratake T, Onodera KI, Higashi Y, Hamada T, Shimizu T, Shimizu S, Yawata T, Nakamura R, Akizawa T, Ueba T, Saito M.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 507 Pages: 476-483
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.11.067
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A randomized, double-blind, phase III trial of personalized peptide vaccination for recurrent glioblastoma. (2018)
  • Author(s): Narita Y, Arakawa Y, Yamasaki F, Nishikawa R, Aoki T, Kanamori M, Nagane M, Kumabe T, Hirose Y, Ichikawa T, Kobayashi H, Fujimaki T, Goto H, Takeshima H, Ueba T, Abe H, Tamiya T, Sonoda Y, Natsume A, Kakuma T, Sugita Y, Komatsu N, Yamada A, Sasada T, Matsueda S, Shichijo S, Itoh K, Terasaki M.
  • Journal Title: Neuro Oncol. Volume: 21 Pages: 348-359
  • DOI: 10.1093/neuonc/noy200
  • Peer Reviewed