2020 Fiscal Year Research-status Report
Elucidating the contribution of the order of mutation acquisition to the clonal evolution of cancer using single-cell sequencing
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20K21546
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小川 誠司 京都大学, 医学研究科, 教授 (60292900)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
昆 彩奈 京都大学, 医学研究科, 助教 (20772403)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 単一細胞シーケンス / 遺伝子変異 / クローン進化 / 白血病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がんの発症における新たな変異獲得によるクローン選択の過程は、ランダムな過程ではなく、発症以前に生じた変異や環境に依存すると考えられているが、その分子論的基盤は十分に理解されていない。本研究では、代表的ながんである白血病において有意に共存しやすい組み合わせの遺伝子変異に焦点をあてて、同一の遺伝子変異の組み合わせを有するものの、変異の獲得順序の違うマウスモデルを構築し、変異の獲得順序やクローン間相互作用がクローン進化メカニズムの過程に及ぼす影響について多角的に理解することを目的としている。
本年度は、”Chromatin-spliceosome”グループと呼ばれる予後不良の同一の病型グループに分類され、さらに互いに有意に共存しやすく、変異獲得順序に一定のヒエラルキー（階層性）があることを我々が明らかとした遺伝子変異 (SRSF2、STAG2、RUNX1、ASXL1の変異)に着目した。まず、Stag2とRunx1に関するダブルノックアウトマウスの解析を通じて、Stag2とRunx1は、染色体のエンハンサー領域において共局在しており、両者が欠失することによって、エンハンサー-プロモーターのループ構造が破壊される結果、遺伝子発現調節の異常をもたらす結果、MDSを発症することを見出した。さらに、Stag2 + Asxl1、Stag2 + Srsf2ダブルミュータントマウスをそれぞれ作出し、両変異の協調によるMDS発症メカニズムの解明を進めた。同時に、造血幹細胞をex vivoで増幅し、上述のドライバー遺伝子についてCRISPR/Cas9システムを用いてノックアウトするシステムの確立を行った。同一の遺伝子変異の組み合わせを有するものの、変異の獲得順序の違うマウスモデルの構築に向けて順調に研究を進めることができた。
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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
現在までに、MDSで互いに有意に共存しやすく、変異獲得順序に一定のヒエラルキーを有する遺伝子変異 (SRSF2、STAG2、RUNX1、ASXL1の変異)に着目し、マウスモデルを用いて、Stag2とRunx1の協調によるMDS発症のメカニズムを明らかにしたほか、Stag2 とAsxl1、Stag2 とSrsf2のダブルミュータントマウトマウスの解析も行い、それぞれの変異の組み合わせによる発症機構の違いの解明を進めている。また、当初の予定通り、同一の遺伝子変異の組み合わせを有するものの、変異の獲得順序の違うマウスモデルの構築を進めており、本研究は予定通りに順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
第一に、Stag2 とAsxl1、Stag2 とSrsf2のダブルミュータントマウトマウスの病態解析を進め、それぞれの変異の組み合わせの違いによるMDS発症機構の相違を明らかにすることを目指す。第二に、マウス造血幹細胞をex vivoで増幅し、着目しているドライバー遺伝子についてCRISPR/Cas9システムを用いてノックアウトするシステムを用いて、同一の遺伝子変異の組み合わせを有するものの、変異の獲得順序の違うマウスモデルの構築を行う。新規の単一細胞シーケンス技術により、変異の獲得順序による細胞の振る舞いの違いやクローン間相互作用を分子レベルで探索する。これにより、変異の獲得順序によって、ドライバー変異の獲得順序ががん細胞そのものの振る舞いにどのような影響を与えるのか、 初期のクローン選択に続く新たな変異を獲得した細胞が、それ以前に生じた変異細胞や造血環境との間にどのような相互作用を生じるかの探索を行う方針である。
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Research Products
(7 results)
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[Presentation] Distinct pathogenesis of clonal hematopoiesis revealed by single cell RNA sequencing integrated with highly sensitive genotyping method2020
Author(s)
Masahiro M Nakagawa, Ryosaku Inagaki, Yutaka Kuroda, Yasuhito Nannya, Zhao Lanying, Yotaro Ochi, June Takeda, Xingxing Qi, Akinori Yoda, Ayana Kon, Nobuyuki Kakiuchi, Hideki Makishima, Shuichi Matsuda and Seishi Ogawa
Organizer
62nd ASH Annual Meeting and Exposition
Int'l Joint Research
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