Development of ChIPseq method using pathological specimens and identification of disease-specific super-enhancer

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22542
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: Saitama Medical University
• Principal Investigator: Yamada Taketo 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (60230463)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 睦 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (60327575) ; 西田 浩子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (80317130)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: スーパーエンハンサー / ホルマリン固定パラフィン包埋組織 / クロマチン免疫沈降塩基配列決定法 / モノクローナル抗体 / がん

Outline of Final Research Achievements

Super-enhancer (SE), which is composed of large clusters of enhancers densely loaded with mediator complex, transcription factors, and chromatin regulators, drive high expression of genes implicated in disease-specific manner. In this study, the novel method for SE identification in pathology archives as formaldehyde-fixed paraffin-embedded(FFPE) materials was developed by chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIPseq) using new monoclonal antibodies against degenerated antigens such as H3K9, H3K27, BRD4 and MED1 with high affinity to antigens in FFPE samples. This improved ChIPseq protocol was used for the validation of disease-specific epigenetic biomarkers in FFPE human samples. As a result, some biomarkers for SE were detected in colon carcinoma cells using FFPE-ChiPseq.

Free Research Field

分子病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

疾患特異的SE解析はSEを治療標的とする上で重要である。SE解析は、生細胞で行われFFPE検体を用いた解析は、2010年にFanelli、2016年にCejasが新法を開発したが、その後の報告はなく汎用性の面で新法が必要と考えた。そこで変性SE構成分子に対する新規MoAbが必須と考え、変性架橋蛋白質に対するMoAbの確立を突破口として、DNA蛋白質複合体の抽出やDNA断片化の至適化を進めることでFFPE高感度ChIPseq法の開発を行った。本法は疾患の詳細な臨床情報や病理診断があり、膨大な蓄積がある病理FFPE検体を用いた疾患特異的SEの同定やそれに基づくバイオマーカーの探索に有用と考える。