乳がんサブタイプにおける細胞外マトリックスの硬さ依存的な増殖シグナル伝達系の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15503
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 市川 彩花 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (70869106)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 乳がん / がん微小環境 / 転写制御 / 細胞増殖

Outline of Annual Research Achievements

本年は、乳がんサブタイプ間の細胞周期制御の違いを引き起こす遺伝子発現状態およびエピジェネティクス制御を含めた転写制御について調べた。以下の結果から、乳がんサブタイプ間で細胞周期進行の違いを生み出すメカニズムについて鍵となる知見を得た。
(1) 乳がんサブタイプの内、代表的なサブタイプの特徴を示す細胞株(MCF7, BT-474, SK-BR-3)を用い、細胞周期阻害剤を用いて摂動を与えた時の細胞周期進行の開始に重要なG1/S遷移期への影響について解析を行った。細胞周期プローブを用いた一細胞イメージングで得た解析結果とタンパク質、mRNAの定量データから、正負のフィードバック制御につながるシグナル経路の特定、そしてG1/S遷移の鍵となるタンパク質の発現変化とそれを制御するシャペロンタンパク質との関係を示唆する結果を得た。
(2)　一細胞イメージング解析とタンパク質の定量結果および公共データベース(CCLE)を用いた結果から、乳がんサブタイプ間においてG1/S遷移に影響を与える遺伝子発現状態の相関を示す興味深いデータを得た。
(3) エンハンサー領域に着目したエピジェネティクス制御およびその下流で生じる遺伝子発現変動について調べるため、ヒストン修飾(H3K27Ac, H3K4me1)に対するChIP-seqと同時にRNA-seqを行った。ChIP-seq用のサンプル調整については新しく研究所内に導入されたChIP自動化装置（Diagenode)のセットアップも兼ねて、その装置を利用することで行った。ChIP-seq およびRNA-seqのデータ解析において、DESeq2を用いたPCAプロットの結果からreplicate間で精度の良い結果を得たことを確かめた。引き続きNGSデータの解析を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度大きく目標にしていたシーケンス解析の準備と解析、およびその他の各種定量データの取得が進み、進捗としてはおおむね順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

本年度の研究結果で、G1/S遷移に影響を与えることが示唆されたタンパク質の発現状態の変化がタンパク質分解系によるものなのか、転写制御によるものなのか明確化させる。また、それらのタンパク質がG1/S遷移に必要な作用を与えているかどうか検証実験を行う。本年度に取得した硬い基板上でのNGSデータの解析を進め、各種定量データを基に上流の受容体活性から細胞周期エントリーまでのモデル構築を進める。これまでに筆者が特定したサブタイプの細胞周期関連分子の発現動態および細胞周期の各フェーズの長さの特徴の違いが、ECM剛性感受性の違いによって影響を受け、さらに現在着目するタンパク質の発現に影響を与えるかどうか検証する。

Causes of Carryover

一部の実験材料について、主に海外からの輸入に頼っていた。しかし、昨今の国際情勢、パンデミックの影響により入荷の見通しがなかなか立たず、次年度使用額が生じた。