多重遺伝子変異導入モデルマウスを用いた悪性中皮腫発症機序解明と治療標的分子の探索

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08161
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 木島 貴志 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (90372614)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南 俊行 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (00705113) ; 吉川 良恵 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (10566673) ; 大村谷 昌樹 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (60398229)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 悪性中皮腫 / signal pathway

Outline of Annual Research Achievements

悪性中皮腫 (Malignant Mesothelioma: MM) はアスベスト曝露が主要因で、曝露から30-40年の経過を経て発症する、極めて予後不良の腫瘍である。長期間に及ぶ酸化ストレスにより、中皮細胞の変異蓄積が腫瘍化に寄与することが予想されるが、その実態は未解明の部分が多い。現在、腫瘍化にBAP1を含む数遺伝子の関与が知られるが、すべてがん抑制遺伝子であり、治療標的分子とはなりにくい。そこで、腫瘍の発生・進展過程で、変異蓄積によるMM発生をシミュレーションし、発症に寄与するsignal pathwayを明らかにし、治療標的分子の探索、予後予測のための基礎的検討を行うことが目的である。
まずは、MMの6割程度に変異が見られる脱ユビキチン化酵素BAP1のsignal pathwayを検討した。すなわち、変異解析の結果、高頻度にゲノムコピー数変動が見られる遺伝子中には、BAP1遺伝子の細胞内局在を調節する遺伝子X、脱ユビキチン化ターゲット遺伝子Y, Zが含まれることを新規に見出した。BAP1に変異が見られない検体でもX, Y, Zのいずれかに変異が存在する検体がある。これらのゲノムコピー数変動は、欠損と増幅の両パターンがあり、検体により異なった。最近、我々を含めMMにはゲノム再構成が高頻度で生じていることが報告されており、融合遺伝子や正常とは異なるtranscriptが報告されている。そこで、ゲノムコピー数変動が見られたMM検体のRNA-seqを実施した。またそれぞれの遺伝子をsiRNAでノックダウンし、BAP1を含むsignal pathway上の遺伝子の発現解析を実施している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

申請時には、X遺伝子とヒストン修飾遺伝子SETD2のノックアウトを計画していた。しかし、前記のようにBAP1の下流遺伝子の変異も多く見られることが新たに判明し、signal pathway上の遺伝子を統括的に研究するため研究計画を変更した。遺伝子Y,Zの変異状況を捉えるための解析をまず実施し、それに応じた戦略を練る必要があったため。

Strategy for Future Research Activity

BAP1 signal pathwayの制御不能がMMの発症に深くかかわる可能があり、本研究は、腫瘍化に直接寄与するドライバー遺伝子の発見につながる可能性がある。
ターゲットとするY, Zとも転写調節に関わる遺伝子である。まずは、MM細胞株を用いノックダウンやノックアウト－＞それぞれの遺伝子及び遺伝子産物の発現調節相互作用の解析－＞これら分子のターゲット遺伝子の探索－＞腫瘍化に直接寄与するドライバー遺伝子を探索する。ドライバー遺伝子候補が見つかれば、CRISPR/Cas9システムを用いて、ノックアウトマウス・ノックインマウスの作製を行い、アスベスト投与によりMM発症頻度、発症までの期間を観察する。

Causes of Carryover

研究計画を変更した方が、より目的達成に有効であると判断した。そのため、SETD2ノックアウトマウス作製費や機能解析に必要な試薬類の発注が遅れ、次年度使用額が生じた。2019年度に研究を加速し、有効利用する予定である。