2021 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive understanding and novel therapeutic approaches for spliceosome mutant cancers
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21H04828
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| Research Institution | National Cancer Center Japan |
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Principal Investigator |
吉見 昭秀 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (80609016)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Keywords | スプライシング / 核酸医薬 / ASO / がん / 白血病 / RNA結合蛋白質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
RNAスプライシングとは、DNAを鋳型にしてできる未成熟なRNAからイントロンと呼ばれる配列を除去し、成熟したRNAを作り出すプロセスのことを指す。がんにおいて、スプライシングを司るスプライシング因子に高頻度に異常（遺伝子変異）が生じていることが近年のゲノム解析の結果わかってきた。本研究では様々ながんに高頻度に認められるスプライシング異常の発生機序や病理学的役割の解明を通して治療標的を探索する。そのために、我々はがん横断的にスプライシング解析を実施し、スプライシング異常の原因に迫るとともに、CRISPR-Cas9技術を用いたスプライシング因子を含むRNA結合蛋白質（RBP）の機能的なスクリーニングを実施し、スプライシング異常を有するがんが依存して生存しているようなRBPを特定する。さらに、スプライシング異常を有するがんに対し、がん発症の鍵となるようなスプライシング異常を特異的に修正する核酸医薬療法を検討する。当該年度の研究成果としては、様々な条件検討を経た上で、スプライシング因子であるSRSF2に遺伝子変異を有する白血病細胞を用いたCRISPRスクリーニングを完了した。また、がん細胞にとって重要なスプライシングイベントを複数同定し、そのそれぞれを修正するアンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）をデザインし、実際にSRSF2変異によるスプライシング異常を高率に修正することを確認した。さらに、スプライシング因子に遺伝子変異がないにもかかわらず強い（グローバルな）スプライシング異常を有するがん種において、その原因となるRBPを同定するために新しい解析パイプラインを独自に構築し、原因RBPの同定に成功した。さらに、同がん種において、薬理学的スプライシング阻害に対する感受性が高いことを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
申請者は留学から帰国し、2020年7月に国立がん研究センターで研究室を立ち上げて2年弱になる。研究室メンバーも研究資金もゼロの状態からの立ち上げとなったが、現在、本研究を推進するポスドク・後期博士課程大学院生を含めて総勢15名の研究室となり、様々な角度からがんのスプライシング異常について検討を進める研究室ができつつある。これらの立ち上げにかかる労力・時間を加味しても、研究開始初年度でCRISPRスクリーニングの系や今後必要となる動物実験が可能な環境、バイオインフォマティクス解析のための環境作りなど本研究の推進に必須となる研究環境のセットアップが順調に進捗し、上記の研究実績を上げることが可能となった。また、がん横断的スプライシング解析によって浮かび上がった、スプライシング因子に遺伝子異常をもたないがんにおけるグローバルなスプライシング異常についても、遺伝子変異等の遺伝子異常とスプライシングモチーフの双方を加味してスプライシング異常の原因を探る新規のパイプラインの構築に成功した。その結果、当初困難と思われる上記スプライシング因子の同定に成功し、現在抽出されたスプライシング因子についてのValidationを進めている段階である。また、ASOについても効率的なsplicing switchingを誘導するASOのデザイン手法に手ごたえを感じており、本研究の出口戦略としての目途を立てやすい状況になった。これらの進捗は想定以上であり、当初の計画以上に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も原則として当初の研究計画をベースとして研究課題全体を推進する予定である。具体的には、CRISPRスクリーニングの系が立ち上がったところであるため、RBPにフォーカスしたライブラリーを各種細胞株に導入したスクリーニングを行う。また、スプライシング因子に遺伝子異常をもたないがんにおけるグローバルなスプライシング異常については、新しく構築したパイプラインにより抽出されたスプライシング因子に注目してスプライシング解析を進め、グローバルなスプライシング異常の原因となっていることを確認する。核酸医薬療法の開発に関してはSRSF2変異によるスプライシング異常の修正に引き続き注力し、これまでに修正に成功していないスプライシングイベントについては、その失敗の原因を配列の特徴などから抽出し、配列特異性を上げる試みを追加することにより、今までよりもより幅広いスプライシングイベントに関して修正を可能とするようなデザインに取り組む。また、非臨床POCの獲得に向けてマウスモデルを用いた実験を中心にイメージング等の準備を進めるとともに、出口戦略として企業導出や知財獲得を見据えた創薬開発への道筋をつけることに注力する。上記の推進方策は研究計画立案当初から大きな変更はなく想定の範囲内であるが、今後生じるであろうトラブルにも引き続き柔軟に対応することにより研究全体の進捗を図る。
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[Presentation] Mutations in the RNA Splicing Factor SF3B1 Target PPP2R5A to Promote Tumorigenesis through MYC Stabilization2021
Author(s)
Hirofumi Yamauchi, Zhaoqi Liu, Michiko Kurikawa, Ikuko Omori, Xiaohui Song, Hanako Nakamura, Hana Cho, Lillian Bitner, Bo Liu, Atsuro Oishi, Anthony R. Mato, Peter Ruvolo, Giulia Fabbri, Laura Pasqualucci, Omar Abdel-Wahab, Raul Rabadan, Akihide Yoshimi
Organizer
The 39th Sapporo International Cancer Symposium
Int'l Joint Research
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[Presentation] Mutant IDH1 promotes aberrant splicing in gliomas2021
Author(s)
Michiko Kuirkawa, Kuan-Ting Lin, Takaki Omura, Ikuko Omori, Hirofumi Yamauchi, Hanako Nakamura, Xiaohui Song, Atsuro Oishi, Adrian R. Krainer, Yoshitaka Narita, Akihide Yoshimi
Organizer
The 39th Sapporo International Cancer Symposium
Int'l Joint Research
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