2022 Fiscal Year Research-status Report
口腔細菌による代謝とエピゲノムのクロストークを介した口腔癌の治療抵抗性機序の解明
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21K10118
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
廣末 晃之 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 特定研究員 (00638182)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 口腔癌 / 口腔細菌叢 / 短鎖脂肪酸 / 酪酸 / エピゲノム / 代謝 / エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度は口腔癌の治療抵抗性に関与する代謝とエピゲノム変化を解明するための解析を進めた。酪酸による遺伝子発現変化およびエピゲノム変化については酪酸にて口腔癌細胞株を刺激し、RNA-seq法にて網羅的な遺伝子発現解析を行った。酪酸刺激下で変化した遺伝子の探索にはGO解析やパスウェイ解析を行い、酪酸刺激によって細胞周期関連の遺伝子に変化が生じていることが分かった。
また、エピゲノム変化はヒストンH3の9番目および27番目リジンのアセチル化（H3K9Ac、H3K27Ac）に着目し、酪酸刺激下でのタンパク質の発現変化をウェスタンブロッド法にて解析した。その結果、酪酸刺激により、H3K9Ac、H3K27Acともタンパク質の発現が亢進することが分かった。さらにChIP-seq法にて酪酸刺激によってゲノムワイドでのH3K9Ac、H3K27Acの変化を解析した。RNA-seqによる遺伝子発現変化の結果とChIP-seq法によるH3K9Ac、H3K27Acの集積変化の結果を統合し、連動して変化している遺伝子を抽出した。それらの結果からも、細胞周期に関連する遺伝子が抽出された。
そこで、次に酪酸刺激による細胞周期の解析を実施した。その結果、酪酸刺激により細胞周期はG1期での停止が見られた。酪酸刺激によって細胞周期に関連する遺伝子の発現変化と実際に細胞周期へ影響を及ぼすことが今年度までの解析で分かった。
現在、酪酸刺激によるエネルギー代謝への影響について解析を実施しており、代謝とエピゲノムのクロストークを介した口腔癌の治療抵抗性機序を解明するためにさらなる解析を進めていきたいと考えている。
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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
今年度は口腔癌の治療抵抗性に関与する代謝とエピゲノム変化を解明するための解析を予定していたため、酪酸による遺伝子発現変化およびエピゲノム変化について解析を行った。遺伝子発現変化に関しては、酪酸にて口腔癌細胞株を刺激し、RNA-seq法にて網羅的な遺伝子発現解析を行った。また、エピゲノム変化はヒストンH3の9番目および27番目リジンのアセチル化（H3K9Ac、H3K27Ac）に着目し、酪酸刺激下でのタンパク質の発現変化をウェスタンブロッド法にて、さらにChIP-seq法にてゲノムワイドでのH3K9Ac、H3K27Acの変化を解析した。遺伝子発現変化やエピゲノム解析については予定していた解析を進めることができ、おおむね研究計画に応じた実験が遂行できたと思われる。
現在、酪酸刺激によるエネルギー代謝への影響について解析を進めているところであり、今後更なる解析を進め、口腔細菌による代謝とエピゲノムのクロストークを介した口腔癌の治療抵抗性機序の解明していきたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は口腔癌の治療抵抗性に関与する代謝とエピゲノム変化に関しての解析を中心に行っていく予定である。酪酸による代謝システムの制御を明らかにするため、酪酸刺激下での解糖系や呼吸鎖などのエネルギー代謝の変化を細胞外フラックスアナライ ザーを用いて解析する。酪酸刺激下で解糖系の代謝物である乳酸の測定およびβ酸化の代謝物質であるアセチルCoAを測定し、エピゲノム変化との関連性を見出す。また、酪酸刺激下でメタボローム解析を行い、ダイナミックな代謝リプログラミングの変化を捉える。また、今年度の解析結果で抽出された遺伝子領域のエピゲノム変化に関してもChIP-qPCRを行い、さらに詳細な解析を進めていく予定である。上記の解析を進め、口腔細菌による代謝とエピゲノムのクロストークを介した口腔癌の治療抵抗性機序の解明していきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
細胞株や消耗品の納入に時間を要したため、次年度への使用額が生じた。翌年分として請求した助成金と合わせ、今後の実験に使用する物品費等での使用を計画している。
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[Journal Article] FOXM1- Mediated Rugulation of Reactive Oxygen Species and Radioresistance in Oral Squamous Cell Carcinoma Cells.2023
Author(s)
Takeshita H, Yoshida R, Inoue J, Ishikawa K, Shinohara K, Hirayama M, Oyama T, Kubo R, Yamana K, Nagao Y, Gohara S, Sakata J, Nakashima H, Matsuoka Y, Nakamoto M, Hirayama M, Kawahara K, Takahashi N, Hirosue A, Kuwahara Y, Fukumoto M, Toya R, Murakami R, Nakayama H.
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Journal Title
Laboratory Investigation
Volume: 103
Pages: 100060
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] An oncolytic virus as a promising candidate for the treatment of radioresistant oral squamous cell carcinoma2022
Author(s)
Gohara S, Shinohara K, Yoshida R, Kariya R, Tazawa H, Hashimoto M, Inoue J, Kubo R, Nakashima H, Arita H, Kawaguchi S, Yamana K, Nagao Y, Iwamoto A, Sakata J, Matsuoka Y, Takeshita H, Hirayama M, Kawahara K, Nagata M, Hirosue A, Kuwahara Y, Fukumoto M, Okada S, Urata Y, Fujiwara T, Nakayama H.
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Journal Title
Molecular Therapy Oncolytics
Volume: 27
Pages: 141-156
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Three-dimensional volumetric analysis of the efficiency of marsupialization in patients with mandibular dentigerous cysts involving impacted third molars2022
Author(s)
Hirayama M, Inoue K, Arita H, Takahashi N, Nakashima H, Sakata J, Maeshiro M, Nagao Y, Gohara S, Yamana K, Matsuoka Y, Yuno A, Nakamoto M, Kawahara K, Nagata M, Hirosue A, Fukuma D, Yoshida R, Nakayama H.
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Journal Title
Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology
Volume: 34
Pages: 690-697
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The antioxidative stress regulator Nrf2 potentiates radioresistance of oral squamous cell carcinoma accompanied with metabolic modulation.2022
Author(s)
Matsuoka Y, Yoshida R, Kawahara K, Sakata J, Arita H, Nkashima H, Takahashi N, Hirayama M, Nagata M, Hirosue A, Kuwahara Y, Fukumoto M, Toya R, Murakami R, Nakayama H.
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Journal Title
Laboratory Investigation
Volume: 102
Pages: 869-907
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Naringenin potentiates anti-tumor immunity against oral cancer by inducing lymph node CD169-positive macrophage activation and cytotoxic T cell infiltration2022
Author(s)
Kawaguchi S, Kawahara K, Fujiwara Y, Ohnishi K, Pan C, Yano H, Hirosue A, Nagata M, Hirayama M, Sakata J, Nakashima H, Arita H, Yamana K, Gohara S, Nagao Y, Maeshiro M, Iwamoto A, Hirayama M, Yoshida R, Komohara Y, Nakayama H.
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Journal Title
Cancer Immunology Immunotherapy
Volume: 71
Pages: 2127-2139
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Laterality on FDG-PET/CT in clinically node-negative early-stage oral squamous cell carcinoma: a retrospective analysis of patients with late neck metastasis2022
Author(s)
Minamitake A, Murakami R, Shiraishi S, Yoshida R, Sakata J, Hirosue A, Kawahara K, Yamana K, Nakayama H, Kitajima M, Sakamoto F.
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Journal Title
Oral Radiology
Volume: 38
Pages: 438-442
DOI
Peer Reviewed
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