Essential role of poly(ADP-ribosyl)ation in pluripotent stem cells

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K07041
• Research Institution: Kobe Gakuin University
• Principal Investigator: 竹橋 正則 神戸学院大学, 栄養学部, 教授 (10378862)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ポリ(ADP-リボシル)化 / PARP / 多能性幹細胞 / PARP阻害剤

Outline of Annual Research Achievements

PARPはDNA一本鎖切断が生じると活性化され、標的タンパク質をポリ(ADP-リボシル)化（PAR化）することで、DNA修復に関わることが知られている。現在、PAR化を抑制するPARP阻害剤が、抗がん剤として用いられている。我々は、通常培養下の組織幹細胞で、体細胞に比べPAR化が亢進状態であることを見出した。そのPAR化をPJ34（一般的に実験で用いられるPARP阻害剤）で抑制することによって増殖抑制や細胞死が起こることを明らかにした。本研究の目的は、同様にPAR化が亢進していることを明らかにしたマウス多能性幹細胞において、そのPARP阻害剤によるPAR化抑制の影響を調べることである。組織幹細胞および多能性幹細胞におけるPARP阻害剤の共通の影響をもとに、幹細胞におけるPAR化の役割を明らかにしようとしている。また、実際臨床で用いられているPARP阻害剤の幹細胞への影響も調べることで、幹細胞に対する副作用について、有用な知見を得ることができる。
当初の２年間で、PARP阻害剤（PJ34）がマウスES細胞の増殖を抑制し、細胞死を誘導することを明らかにした。この研究に用いたPARP阻害剤はPARP1およびPARP2に対して阻害効果があるため、この影響がどちらのPARPに対する阻害（もしくは両方）によるものかをを確かめるため、shRNA発現レンチウイルスベクターを使ってPARP1およびPARP2の発現を抑制したES細胞を作成した。その解析の結果、PARP1の発現抑制が増殖抑制や細胞死誘導に強く関わっていると考えられた。
本年度は、実際臨床で用いられている２種類のPARP阻害剤を用いて、これまでの一連の解析を実施し、PJ34と同様の影響があることを確かた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の研究期間である３年間で得られた結果をまとめ、論文発表するところまで至っていないため順調とは言えない。

Strategy for Future Research Activity

臨床使用されているものも含めたPARP阻害剤、PARP1、PARP2およびPARGノックダウンの多能性幹細胞への影響を詳細に比較し、多能性幹細胞におけるポリ(ADP-リボース)代謝の役割についてその知見をまとめ、論文発表する準備を進める。

Causes of Carryover

2年目開始時から所属機関が変わったことで、当初の３年の研究期間で順調に研究を進めることができなかった、そのため、研究期間延長し、次年度使用額を用いて研究を進める。主に細胞培養、一般研究用試薬などの消耗物品費に使用する。また、成果発表に必要な費用にも使用する予定である。