2020 Fiscal Year Research-status Report

Development of anti-cancer strategy by exploiting BACH1 addiction

Research Project

Project/Area Number	20KK0176
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	五十嵐和彦東北大学, 医学系研究科, 教授 (00250738)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	島弘季東北大学, 医学系研究科, 助手 (00448268) 落合恭子東北大学, 医学系研究科, 助教 (10455785) 西澤弘成東北大学, 医学系研究科, 学術研究員 (30846655) 松本光代東北大学, 医学系研究科, 助教 (80400448)
Project Period (FY)	2020-10-27 – 2025-03-31
Keywords	膵癌 / 乳癌 / 頭頸部癌 / 転写因子 / エピジェネティクス
Outline of Annual Research Achievements	BACH1については研究開始前までに同定していたリン酸化部位に加え、候補リン酸化酵素との共発現細胞より回収したBACH1の質量分析を行うことでさらにリン酸化部位を同定した。また、この中で同酵素に特異的と判断される部位を酵素活性失活変異との差異などを指標として絞り込んだ。このリン酸化酵素のBACH1制御における役割について、ノックダウンおよび過剰発現実験により検討を進めた。その結果、BACH1のタンパク質安定性を制御することが判明した。リン酸化以外の修飾が機能制御に関わる可能性について、膵癌、乳癌細胞などを用いて検討を進め、有望な修飾を見いだした。BACH1標的遺伝子を解明するために、頭頸部癌細胞でのクロマチン免疫沈降シークエンスを実施した。さらにRosner教授と共同して乳癌細胞においてもこの二つの実験を進めた。既に実施済みの膵癌細胞で得られた実験結果と統合解析することで、各種癌で共通の標的遺伝子と特有の標的遺伝子をリスト化した。PC4についてはヒストン修飾との関係を質量分析により検討し、特定のヒストン修飾を有するクロマチン局所におけるクロマチン構造制御因子との相互作用を見いだした。以上の実験のうち、乳癌細胞の解析はシカゴ大学Rosner教授研究室とオンライン討論により随時データを交換し、それぞれの研究室にて実験を実施した。Kundu教授とはPC4に関する実験結果についてオンラインで討論を進めた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason COVID19の影響により五十嵐や分担者が共同研究先を訪問することはできなかった。しかし、五十嵐が指導した若手研究者が2020年度にRosner教授研究室の博士研究員として着任したこと、Kundu教授が指導した若手研究者が五十嵐の研究室に博士研究員として参加していることなどから、ウェブ会議やSNSを駆使した情報交換と討論を円滑に進めることができた。
Strategy for Future Research Activity	COVID19による海外出張制限が解除され次第、解除国の共同研究先を五十嵐が訪問し、これまでに得た実験結果をベースとする論文構想を討論する。またRosner教授らが有する三次元培養技術などを東北大学へ導入する。現時点でのインドの感染状況を踏まえると、2021年度は米国訪問が現実的と考えられることから、BACH1関連の研究項目を優先して進める。一方、PC4については新学術領域研究「先進ゲノム支援」の2021年度課題に採択されたことから、同支援のもとにBリンパ球ヒストン修飾、クロマチン構造におけるPC4の機能解析を進め、その治験をKundu教授らとの共同研究へ展開していくことを目指す。