2021 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of epigenetic alterations and oncogenesis induced by transient expression of HTLV-1 Tax
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21K16270
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
栗田 大輔 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 厚労科研研究員 (70790294)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ヒトT細胞白血病ウイルスI型（HTLV-1） / 成人T細胞白血病リンパ腫 / エピゲノム / スーパーエンハンサー / Tax |
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| Outline of Annual Research Achievements |
成人T細胞白血病（ATL）細胞の一過性Tax発現に伴う宿主遺伝子発現およびエピゲノム変化の特徴を明確にするため、ナイーブT細胞早期活性化に伴う遺伝子発現変化(RNA-seq)およびエピゲノム変化(ATAC-seq)と比較した。T細胞早期活性化関連遺伝子ではTax一過性発現・ナイーブT細胞早期活性化いずれもAP-1・NF-κB familyの各遺伝子が共通して有意に発現増加しているのに対して、FASLG等のアポトーシス誘導遺伝子の活性化の有意な発現増加はナイーブT細胞早期化活性のみ認め、一方でBIRC2等の抗アポトーシス遺伝子の有意な発現増加はTax一過性発現のみ認めた。エピゲノム変化では、ナイーブT細胞早期活性ではAP-1 familyのモチーフが最も有意に濃縮していたがTax一過性発現においてNF-κB familyのモチーフが最も有意に濃縮していた。ヒストン修飾変化ではTax発現に一過性発現に伴い活性化するスーパーエンハンサー(SE)を複数同定し、RNA-seqと統合し、SEの標的遺伝子であるNR4A2に着目して解析を進めた。ChIP-qPCRでNR4A2のSE領域でのRELAの結合領域を同定し、RELA結合領域を含む複数のNR4A2のSE領域に対してCRISPR-interference (dCas9-KRAB)を行い、NR4A2の発現低下・細胞増殖の有意な低下を認めた。次に臨床検体でのTax発現に伴う発現変化の検証のため、ATLおよびHTLV-1キャリアの凍結されたヒト末梢血単核球細胞に対して Tax発現を誘導するため生体外培養を行い、Tax誘導前後の宿主細胞の発現変化をシングルセルRNA-seqで解析した。培養前に比べてTaxの増加割合が著明な検体ほど、T細胞早期活性化に関連する遺伝子の発現増加および抗アポトーシスに関連するパスウェイの有意な増加を認めた。
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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
一過性Tax発現に伴う遺伝子発現変化およびエビゲノム変化の特徴が明らかになりつつあり、また臨床検体での解析も進行中のため。国際学会を含めた学会発表も行い、論文化を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は①Tax発現に伴う高次クロマチン構造の変化を検証するためのHi-C解析②臨床検体を用いたTaxの発現に伴うエピゲノム変化をシングルセルATAC-seqで解析 ③一過性Tax発現に伴うウイルスシナプス形成の検証を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
予定していたウイルス遺伝子Taxおよび転写因子との相互作用の実験が既存の方法では困難であっため、今後は別の方法 (CUT&Tag)にて検証する予定。また今年度得られた結果に加えて次年度では①Tax発現に伴う高次クロマチン構造の変化を検証するためのHi-C解析②臨床検体を用いたTaxの発現に伴うエピゲノム変化をシングルセルATAC-seqで解析 ③一過性Tax発現に伴うウイルスシナプス形成の検証を行う予定である。
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