2021 Fiscal Year Research-status Report
Genome-wide screening for EMT-MET plasticity in triple-negative breast cancer
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20K07610
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山本 瑞生 東京大学, 医科学研究所, 特任講師 (90750365)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 乳癌 / 上皮間葉転換 / TNBC / Breast cancer / EMT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
上皮間葉転換(EMT)とその逆反応であるMETは癌悪性化の様々なステップで重要である。EMTは癌細胞の細胞死抵抗性や運動性を亢進させ、再発や血管への移行を促進する。また、遠隔臓器へ移動した癌細胞はMETによって上皮様形質を再獲得し活発に増殖して転移巣を形成する。現在までにEMT/METによる上皮・間葉形質の可塑性の詳細な分子機構は解明されておらずこの機構を標的とした治療法は存在しない。我々は以前に、分子標的治療法が存在しないTriple-negative乳癌(TNBC)において一部の細胞株では上皮様と間葉様の細胞が一定の比率で共存していることを見出し、腫瘍内における上皮・間葉形質の可塑性を解析可能なモデルとして提唱した。
本研究ではこの可塑性を誘導する遺伝子についてCRISPR/Cas9とプール型gRNAによって網羅的な解析を試みた。まず上皮様および間葉様細胞を抗体を用いずに分取するためにE-cadherinとVimentinプロモーターを用いた蛍光レポーター細胞を作成し、抗体染色と同程度の分画が可能なことを確認した。これらを用いて2万遺伝子に対する6万種類のgRNAによるEMT関連遺伝子のスクリーニングを行った。上皮画分・間葉画分におけるgRNAの存在比からEMT/METに影響を与える遺伝子を絞り込み、実際に単一のgRNAによるノックアウトを行って既知のEMT/MET関連因子だけでなくこれまでEMTへの関与が未知であった遺伝子を含めて約40遺伝子がEMTを促進、約20遺伝子がMETを促進していることが分かった。
この40遺伝子について上皮、間葉画分における発現変化について解析した。また40遺伝子の相互の機能的な関与について解析し、複合体を形成して同一の機能を持つグループを複数見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
スクリーニングから得られたEMT関連遺伝子群について局在や機能から類似性を検討して解析を行った結果、複合体を形成して同一の機能を持つグループや、一連のカスケードに存在して同一の細胞反応を誘導するグループが複数見つかった。
この結果はスクリーニングの妥当性を示しているだけでなく、本遺伝子群に含まれる他の遺伝子も複合体などを形成して関連した機能を持つ可能性を示す興味深い結果である。
以上の結果から現在までの進捗はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は得られた遺伝子のEMT/MET遷移過程における発現量の変化を1細胞解析によって明らかにしつつ、各遺伝子のEMT/MET調節機構の解析を進める。近年EMT/METは多段階の反応であることが示唆されているため、各遺伝子をノックアウトした状態での1細胞解析を実施して、どのような段階に関与する遺伝子なのかを明確にしていく。
また、解析から明らかになったいくつかの遺伝子グループついてこの細胞におけるEMTに非常に重要な役割を持つ分子と考え、薬剤標的となりうる因子ついては低分子化合物などを用いて機能を制御した際のEMT/METへの影響を評価し、薬剤による乳癌悪性化の制御の可能性を検討する。
さらに動物実験などにおける乳癌悪性化への寄与および阻害薬の効果を検討し、悪性化マーカーや治療標的として利用できる可能性を検討したい。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス蔓延により当初の計画で使用予定であった試薬類の到着が遅れ、一部を次年度の計画に移行した。
また国際学会等への参加を次年度以降に見送った。
次年度にこれらの計画を進める。
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