肥満に関連した大腸発癌における分子異常とDNAメチル化の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08284
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 久保田 全哉 岐阜大学, 医学部附属病院, 助教 (90542407)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白上 洋平 岐阜大学, 医学部附属病院, 助教 (50632816)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 大腸癌 / 肥満 / 糖尿病 / DNAメチル化 / 大腸癌予防

Outline of Annual Research Achievements

肥満や糖尿病に伴う病態が大腸癌のリスクを増大させることが、疫学研究から明らかとなっている。研究代表者らの研究グループでは、大腸発癌における遺伝子異常と肥満に関連した分子の相互作用を検証するため、レプチン受容体変異により肥満・2型糖尿病を呈するC57BLKS/J-+Leprdb/+Lep rdb (db/db) マウスと、家族性大腸腺腫症のモデルと考えられているAPCヘテロ変異を有するC57BL/6J-Apc-Min/+ (Min/+) マウスを交配し、新規の肥満関連大腸発癌モデルである“db/db-Min/+マウス”を作製した。このモデルの解析により、遺伝子変異と肥満に起因する大腸発癌において重要となる新規遺伝子やタンパクの異常、DNAメチル化異常を同定し、大腸発癌抑制のための新規標的分子を解明することで、大腸発癌リスクの高い糖尿病や肥満を合併した大腸腺腫・大腸癌の早期発見、予後改善につなげることが、本研究の目的である。また、本モデルマウスを使用し、大腸発癌を抑制する様々な候補薬の効果を検証し、実践的な臨床応用を目指す。
これまで、APC遺伝子変異およびレプチン受容体のヘテロ変異もしくはホモ変異を持つ遺伝子改変マウスを交配により順次作製している。また、肥満糖尿病を呈するマウスを用いて、大腸を含めた種々の臓器におけるメチル化について解析する、メチル化評価のための予備的実験を行った。その結果、大腸や胆嚢を含めたいくつかの臓器において肥満糖尿病マウスでのDNAメチル化が高いことが確認された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究に用いる遺伝子改変マウスを交配により順次作製している。
また、マウス臓器におけるDNAメチル化評価のための予備的実験を行い、実験・評価系を確認することができた。

Strategy for Future Research Activity

大腸発癌を制御する遺伝子・タンパク・シグナル異常の同定：db/db-Min/+マウスの大腸粘膜における遺伝子発現の変化やタンパクの相互作用、細胞内シグナルの変化について経時的な解析を行う。特に、Wnt/βカテニンシグナル経路の標的分子の発現変化について、免疫染色、ウェスタンブロット、リアルタイム定量PCRを用いて詳細な検討を行う。また、同マウスを用いた大腸発癌モデルで得られた腫瘍および非腫瘍組織の遺伝子発現の変化についても同様の解析を行い、大腸発癌を促進または抑制する候補遺伝子をスクリーニングする。発現変化が認められた遺伝子群に関しては、大腸癌を含む各種悪性疾患との関連についてデータベースを用いて 解析を行うとともに、新規のものに関しては機能解析をすすめていく。
マウス大腸粘膜および腫瘍組織におけるDNAメチル化の網羅的解析：DNAメチル化の網羅的解析のために用いる腫瘍組織・非腫瘍組織を実験動物より採取する。組織からDNAを精製、サンプルの純度を確認したのち、DNAメチル化を解析する。上記マウス実験系の各群間および腫瘍部、非腫瘍部におけるDNAメチル化異常について比較検討する。

Causes of Carryover

今年度は実験の準備段階であり、来年度より本格稼働するため、実験器具・試薬の購入費増加が予想される。従って翌年度への繰り越しが生じた。 また成果発表の為、国内学会での発表旅費が考えられる。