Identification of novel microexon involved in the regulation of colorectal cancer

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K08669
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 唐澤 秀明 東北大学, 大学病院, 助教 (30547401)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内藤 剛 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (50291258) ; 大沼 忍 東北大学, 大学病院, 助教 (70451565) ; 中山 啓子 東北大学, 医学系研究科, 教授 (60294972) ; 舟山 亮 東北大学, 医学系研究科, 助教 (20452295)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 大腸癌 / マイクロエクソン

Outline of Annual Research Achievements

マイクロエクソンは非常に小さなエクソンである。ヒトの神経組織や筋組織で高発現しており、選択的スプライシングによりその発現量が調節されている。最近マイクロエクソンのスプライシングパターンの異常が自閉症スペクトラム障害を引き起こすことが報告され、マイクロエクソンのスプライシング制御と疾患との関わりが明らかになった。しかし、その他の疾患、特に癌におけるマイクロエクソンの変化や、スプライシング異常が癌の進行に果たす役割はほとんど研究されていない。本研究では、大腸癌組織と大腸正常組織のトランスクリプトームデータを使用し、マイクロエクソンのスプライシングパターンを網羅的に解析した。長さが3～15 ntの1492個のマイクロエクソンの中から、大腸癌組織と大腸正常組織とでスプライシングパターンが大きく変化する17個 のマイクロエクソンを同定した。Gene ontology解析の結果、これらのマイクロエクソンをもつ遺伝子は細胞接着と遊走に関わる遺伝子であることが明らかになった。マイクロエクソンの周辺のRNA配列を用いたRNAモチーフ解析およびRNA結合タンパク質データベースの解析、ならびにshRNAによる発現抑制実験とcDNAの過剰発現実験により、大腸癌細胞でマイクロエクソンのスプライシングを制御するスプライシング因子RBFOX2とPTBP1を同定した。CLIP解析の結果、RBFOX2とPTBP1はマイクロエクソンの周辺のイントロンに直接結合していた。最後に、大腸組織検体を用いたRBFOX2とPTBP1の発現量解析を行い、大腸正常組織に比べて、大腸がん組織でRBFOX2は発現量が低下し、PTBP1は増加していた。以上の結果から、RBFOX2とPTBP1の発現変化は、マイクロエクソンのスプライシングの制御を通して、大腸癌細胞の細胞接着能および遊走能に影響を与えていると考えられた。