2021 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of epigenetic mechanisms of treatment resistance in prostate cancer through AR dependency
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21K16727
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
佐藤 広明 千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (50813250)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 去勢抵抗性前立腺癌 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず去勢抵抗性前立腺癌 (CRPC) や神経内分泌前立腺癌 (NEPC) で、治療抵抗性獲得に応じて変化する遺伝子群・クロマチン構造・ヒストン修飾・共因子を同定するため、次世代シーケンサー (NGS) を用いた網羅的解析を行なった。
自施設にて収集済みのデータと、公共データベースから利用可能なデータを用い、RWPE-1, LNCaP, LNCaP95, VCaP, 22Rv1, PC3, ならびにDU145のH3K27acに対するChIP-seq, FAIRE-seq, およびATAC-seqの結果を統合解析した。各細胞株に特異的なオープンクロマチン領域 (OCRs) を抽出したところ、その約9割がエンハンサー領域であることが示唆された。前立腺組織検体を用いたFAIRE-seq解析からも、前立腺肥大症, 未治療前立腺癌 (Primary PC), CRPCの3群における特異的OCRsを抽出し、細胞株での解析と同様の結果が得られることを検証した。
上記のOCRs近傍遺伝子の発現変動を確認するために、RNA-seq結果との統合を行なった。臨床組織検体のRNA-seq結果から、主成分解析を行なったところ、CRPCはPrimary PCと同様のクラスターに分類される群と、特異的なクラスターに分類される群の2群に大別されることを同定した。この2群間での遺伝子発現差異に着目し、その遺伝子近傍に存在するOCRsと上記で抽出したOCRsとを比較しMotif解析を行なったところ、各群を特徴づける転写因子候補を抽出した。
これらの転写因子や、その標的遺伝子ならびに分子経路について、機能解析や臨床的意義について追加検討を今後行う。
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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
Primary PCにおいてはアンドロゲン受容体 (AR) がマスター転写因子であることが知られているが、治療抵抗性獲得とともにAR阻害は臨床的には効果を失うことが知られており、その分子機構の要因としてAR以外の転写因子による分子経路変容が存在すると想起される。
今回、細胞株ならびに組織検体を用いたNGS解析を自施設および公共データベースから広く統合解析することで、CRPCならびにNEPCにおいて生じているゲノムワイドな変化を統合的に検討した。とくにOCRsと遺伝子発現変動との検討結果から、治療抵抗性獲得に寄与すると考えられる転写因子候補の抽出に至った。今後、これらの候補分子の機能解析を進めることで、本研究の目的である「CRPCやNEPCにおいて生じているエピジェネテ ィックな治療抵抗性獲得機構の同定」に結びつく見込みがあると考えられる。
そして、このようなエピゲノム変化に着目した治療抵抗性獲得機構の解明は、既存の治療戦略とは異なる視点からCRPCを層別化する事につながると期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
同定した転写因子、ならびにその標的遺伝子や下流分子経路の機能解析を行う。また、組織検体を用いて臨床情報との相関および妥当性を検証し、臨床的意義を探求する。
具体的には、転写因子や標的遺伝子については、shRNAやsiRNAによるノックダウン、CRISPR-Cas9によるノックアウト、強制発現モデルを用いて、細胞株における機能変化 (増殖能・遊走能・浸潤能アッセイ、細胞周期アッセイ、アポトーシスアッセイなど) を確認する。治療抵抗性と関与が深いと考えられる候補については、さらにマウスモデルを用いたin vivo系でも検証を行い、公共データベースに登録されている情報とも比較解析を行い、妥当性や正当性を確認する。
自施設での臨床情報や、公共データベースで利用可能な臨床情報とも照会し、治療抵抗性や予後予測因子としての可能性、ならびに、新規治療標的としての可能性といった臨床的意義についても検討する。
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| Causes of Carryover |
令和3年度については、コロナウイルス感染症拡大の影響で各種学会がオンラインでの開催となるなど、旅費の算定が不要となった。また、同定した遺伝子や転写因子に対する抗体などの特殊試薬の購入を令和4年度以降に先送りした。令和4年度には、研究内容の更なる発展のため、学会や研究に関する打ち合わせ等での旅費が必要となることを見込み、上述の特殊試薬購入も予定している。以上の理由から、314,325円を次年度使用額として計上する。
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