2020 Fiscal Year Research-status Report
がんの悪性化をもたらす遺伝子発現ドミノ効果の検証と意義の解明
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20K16350
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岡崎 慶斗 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (70826289)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | NRF2 / CEBPB / Regnase-1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私は、転写因子NRF2が恒常的に活性化しているがん（NRF2活性化がん）において、NRF2は一過性の活性化の場合とは異なる特徴的なエンハンサーを制御し、特異的な標的遺伝子を活性化していることを明らかにした。その中で、NOTCH3を制御するエンハンサーは、NRF2ともう一つの転写因子であるCEBPBが協調的に活性化し、がん幹細胞性を担っていることを見出し、論文として発表した（Okazaki et al., Nature commun 2020）。そこでNRF2活性化がんにおけるCEBPBのゲノムワイドな分子機構を調べるため、NRF2活性化がん（A549細胞）を用いてCEBPBをノックダウンしてRNA-seqとH3K27アセチル化抗体によるChIP-seqを行い、CEBPBの標的遺伝子を探索した。驚くことに、21個のNRF2活性化がん特異的標的遺伝子の中で僅か2個のみがCEBPBの標的遺伝子であった。また、CEBPBはNRF2活性化がん特異的標的遺伝子のみならず、NRF2の一般的な標的遺伝子も標的としていることが明らかになり、CEBPBの通常の抗酸化ストレス応答に対しての必要性が示唆された。現在NRF2非活性化がん細胞を用い、NRF2標的遺伝子発現へのCEBPBの必要性、NRF2-CEBPB連携の生物学的意義について検証を行っている。
続いて、NRF2活性化がんの標的遺伝子ZC3H12AでコードされるRNA分解酵素Regnase-1が、がんにおいて炎症性サイトカインを分解し、腫瘍微小環境の炎症を負に制御するとの仮説を立て、A549細胞でZC3H12Aノックアウト細胞を作成したところ、単純な細胞増殖に加え、がん幹細胞性が著しく低下した。そこで現在、Regnase-1のがん幹細胞性への制御機構を解明するため、ZC3H12Aノックアウト細胞を用いて、RNA-seqを行う段階である。
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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
NRF2活性化がんにおけるNRF2-CEBPB連携をゲノムワイドに調べる目的で行ったChIP-seqとRNA-seqは終了した。解析の結果、予想外にNRF2-CEBPB連携により制御を受けている遺伝子数が少ないことがわかり、またこの連携はNRF2活性化がんに限ったものではなく、通常の抗酸化ストレス応答にも、少ない遺伝子数ながら必要であることがわかった。現在、その詳細な分子機構、生物学的意義についての検証実験を進めている。
また、NRF2活性化がんにおけるRegnase-1の機能検証実験では、まだRegnase-1と腫瘍微小環境についての検証は行っていないものの、Regnase-1のがん自身の自動能、特にがん幹細胞性への貢献が明らかになった。その分子機構を解明するため、当初の計画に記載しているA549細胞を用いたNRF2ノックダウンでのNET-CAGE-seq、RNA-seqは行っており、今後ZC3H12Aノックアウト細胞でもRNA-seqを行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
NRF2-CEBPB連携に関して、NRF2活性化がんを用いたゲノムワイドな検証から、通常状態での抗酸化ストレス応答に対してもCEBPBの必要性が示唆された。今後NRF2非活性化がんを用いた遺伝子発現解析やChIP assay、シスプラチン投与実験により、NRF2標的遺伝子発現へのCEBPBの必要性、NRF2-CEBPB連携の生物学的意義について詳細な検証を行う方針である。
また、NRF2活性化がんでのRegnase-1の機能解析では、ZC3H12AノックアウトA549細胞を用いた RNA-seq解析により、Regnase-1により制御され、がん幹細胞性に貢献している因子の特定に挑む。
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| Causes of Carryover |
予定していたより実験が順調であったため、試薬や物品購入費用の節約につながり、残額が生じた。また、計画していた出張がキャンセルとなり、残額が生じた。
今後、試薬などの物品購入や研究所の共通機器の使用料、学会参加などに使用する。
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Research Products
(4 results)
