2021 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of an imaging system for environment-induced epigenome alterations
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20K07628
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| Research Institution | National Cancer Center Japan |
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Principal Investigator |
服部 奈緒子 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 研究員 (30611090)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | エピゲノム / 環境要因 / 発がん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境要因への曝露は発がんの関連要因もしくは原因であるが、その分子機構は不明な点が多い。当該研究者は、慢性炎症などの環境要因がエピゲノム異常を誘発すること、慢性炎症を除去することが発がんを抑制することを示してきた。本研究では、マウスES細胞と遺伝子改変マウスを用いて、環境要因への曝露に対するエピゲノム異常を可視化するシステムを構築、分子機構の解明、大腸発がんの予防法開発に応用することを目的とする。将来的には、新規のエピゲノム異常誘発要因の同定にも繋がると考えられる。
昨年度までに、エピゲノム異常可視化マウスES細胞の作製のためにmCherry遺伝子の上流にテトラサイクリン応答エレメントとEF1αプロモーター、下流にT2Aを挟んでPuro耐性遺伝子を組み込んだベクターを作製した。また、検出系の有効性確認のためのCRISPR-dCas9-Dnmt3aシステムによるゲノム領域特異的なメチル化の系も作製した。
本年度では、昨年度から引き続いて内在性のプロモーター下流にCRISPR-Cas9システムを用いて遺伝子を導入するシステムの構築も試みた。計画当初および昨年度までは、内在性プロモーターとしてHoxA5プロモーターを使用していたが、炎症曝露によって、よりメチル化されやすい領域を用いることとした。その領域の同定のために、dextran sulfate投与マウスの大腸上皮細胞を用いたゲノム網羅的なDNAメチル化解析を行った。現在は、データベースからES細胞と大腸がんにおけるDNAメチル化情報を入手し、スクリーニングを行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画当初および昨年度までは、内在性プロモーターとしてHoxA5プロモーターを使用していたが、炎症曝露によって、よりメチル化されやすい領域を用いる必要が生じた。そのために、dextran sulfate投与マウスの大腸上皮細胞を用いたゲノム網羅的なDNAメチル化解析を行い、データベースからES細胞と大腸がんにおけるDNAメチル化情報も入手し、プロモーターのスクリーニングを行っている。最適な内因性プロモーターの探索を行わなければならなくなったので、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、早急に最適な内因性プロモーターを同定し、その下流にCRISPR-Cas9システムを用いてTetR・VP16遺伝子を導入する。非メチル化プロモーターで発現誘導されたTetRによって、mCherry陽性赤色ES細胞のmCherryプロモーターが不活性化し、ES細胞の赤色が消失するかを判定する。当初予定していた遺伝子改変マウスの作製は先送りにし、CRISPR-dCas9-Dnmt3aシステムを用いた系の有効性の証明、既報の化合物 (ヒ素・一酸化窒素)・食品成分（vitamin）等によるメチル化誘導の確認を優先して行い、特許の取得及び論文化を目指す。
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| Causes of Carryover |
今年度参加予定であった米国癌学会がオンラインとなったために、旅費の使用が減額となった。また、研究上、網羅的なDNAメチル化解析の必要性が生じたためにその他の外注費として使用した。今後は、研究を加速するために物品費として使用する。
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