2020 Fiscal Year Research-status Report
微小環境下の前立腺癌エピゲノム変化に基づく去勢抵抗性獲得機序の解明
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20K18133
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
金坂 学斗 千葉大学, 医学部附属病院, 医員 (60775039)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 前立腺癌 / 去勢抵抗性前立腺癌 / 低酸素環境 / 微小環境 / 癌エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
去勢環境が前立腺癌を去勢抵抗性前立腺癌へと導く一方で、癌周囲の微小環境が去勢抵抗性獲得に寄与するか、またその環境応答そのものが変化するかどうかは充分に分かっていない。そこで微小環境が前立腺癌に及ぼすエピゲノム変化を軸に去勢抵抗性獲得の分子機構を同定することを目的とし、本研究を進めた。
まず、去勢感受性前立腺癌細胞株（LNCaP）とLNCaPより樹立した去勢抵抗性細胞株（LNCaP95）を用い、低酸素刺激前後において、RNA-seq法により発現変化した遺伝子を抽出し、ChIP-seq法により活性化ヒストン修飾（H3K4me1, H3K4me3, H3K27ac）を、FAIRE-seq法によりオープンクロマチン領域を取得した。LNCaPを低酸素刺激することで新規にオープンクロマチン状態となる領域のうち、58.2%の領域はLNCaP95において通常酸素下で既にオープンクロマチン状態であることが確認された。これらの変化領域においては、実際にH3K27acのピークが上昇し遺伝子発現が上昇する領域の他に、活性化マークは入らず遺伝子発現のレベルも変わらない領域が存在することが明らかになった。
次に、LNCaPとLNCaP95において、低酸素刺激により細胞増殖能に変化があるか、WST-8 assayにより確認した。興味深いことに、LNCaPでは低酸素刺激により細胞増殖抑制効果を認めたが、LNCaP95では認めなかった。LNCaP95の株樹立時の影響も考慮し、他の去勢抵抗性前立腺癌細胞株においても検証したが、同様の結果を確認した。このことから、去勢抵抗性獲得時に低酸素抵抗性も獲得している可能性が示唆された。通常酸素下で細胞株間の遺伝子発現を比較すると、低酸素耐性の原因と考えられる代謝機構の変化が確認された。この代謝変化の検証と先のChIP-seq法による上流の分子メカニズムの解明を進めている。
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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
令和2年度の研究計画の通り、微小環境刺激による遺伝子発現変化、活性化ヒストン修飾変化、及びオープンクロマチン領域変化について、次世代シークエンサーを用いた網羅的解析を行った。低酸素刺激に伴うLNCaPのオープンクロマチンの変化領域を同定し、去勢抵抗性獲得前後の変化領域との比較を行った。また両細胞株における低酸素応答の相違からも新たな知見の可能性を見出し今後の研究の方向性が示唆され、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
低酸素環境がもたらすクロマチン構造の変化領域のうち、去勢抵抗性前立腺癌と同様の構造を取る領域を抽出し、近傍遺伝子についてまずはin silico解析を行い、必要に応じて機能解析まで進める。また、細胞株で確認された低酸素耐性についても公共データベースで遺伝子発現レベルでの検証を行い、現在収集中の臨床サンプルでの検証へと進めていく。また、原因となる標的遺伝子あるいは、エンハンサーも考慮したエピゲノム変化をこれまでに施行した網羅的解析から導き出し、検証実験を行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大に伴い、現地へ参加予定であった第108回日本泌尿器科学会総会と第79回日本癌学会学術総会をオンライン参加に切り替えたため、当該経費が浮く形となった。また研究試薬・消耗品を他の研究者と共有することで節約が可能であった。次年度以降は、追加の研究試薬や臨床検体の検証において物品費の使用が見込まれる。
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