Molecular mechanisms of development of malignant female cancers associated with X-chromosome reactivation

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K19404
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 北川 雅敏 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50294971)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丹伊田 浩行 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (20336671) ; 大畑 樹也 浜松医科大学, 医学部, 助教 (80616459) ; 酒井 聡 浜松医科大学, 医学部, 助教 (50566081)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: X染色体 / 相同組換え / がん

Outline of Annual Research Achievements

哺乳動物の体細胞では、X染色体不活性化を誘導するlncRNA Xist の発現により片側X染色体が不活性化(XaXi)している。一方でES 細胞、iPS細胞、一部の初期女 性乳がん細胞などの未分化細胞は両X染色体が活性化状態(XaXa)を呈す。我々はこれまでの研究で、(1)同一親マウスから複数のオス、メスES細 胞の樹立に成功し、メスがオスより相同組換え修復能が低下していることを証明した。(2)メスX染色体の活性状態をXaXiおよびXaXa状態に人為的に操作し、 Nanog HR assayで評価したところ、XaXi(Dox(+))でオスと同程度にHR活性が回復することを見出した。(3) RNA-seqによる発現遺伝子解析を行 い、BRCA複合体と結合して相同組換え修復を抑制的に制御しているBRCC3がメスES細胞(XaXa)で高発現していることを見い出した。 本研究では、(1)DRGFPおよび EJ5GFP プラスミドをES細胞に導入し、doxでXaXaにした時にHR能は増加し、一方NHEJ能は不変であることを証明した。(2)メスES細 胞(XaXa)でBRCC3をノックダウンすると、HR能が有意に上昇することを証明し、両X染色体の活性化しているメスES細胞ではHR抑制因子であるBRCC3の 発現が亢進し、HR能が抑制されていることが示唆された。(3) KM-plotterを用いて女性乳がん患者の予後と、Xist、BRCC3の発現状態との関係 を解析し、XaXaと関係するXist低発現が予後不良と相関し、HR低下と関係するBRCC3高発現が予後不良と相関することが判明した。以上の成果をEMBO Reports誌に発表した。本研究ではマウスモデルを用いて実験的にXaXaでの発がんが亢進し、予後不良のがんができやすいかを検証することを目的に、マウスモデルを構築中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

我々が所有するXist 2lox/Xist 2loxマウスと乳がん発症モデルK14Cre/K14Cre p532lox/ p532loxマウス (K14-p53-/-)を交配してK14-p53-/-Xist -/-マウスを作成する。K14-p53-/-とK14-p53-/-Xist -/-メスマウ スで発症した乳がんの原発巣の大きさや病理所見、浸潤・転移の有無を比較し、Xist -/-によ りXaXaとなるに伴って乳がんの悪性度が増大したか検証する計画であるが、マウスの交配に時間がかかっている。

Strategy for Future Research Activity

マウスの交配を完了して、K14-p53-/-とK14-p53-/-Xist -/-メスマウ スで発症した乳がんの原発巣の大きさや病理所見、浸潤・転移の有無を比較し、Xist -/-によ りXaXaとなるに伴って乳がんの発症時期、頻度、悪性度が増大したか検証する。

Causes of Carryover

マウス交配に時間がかかり、マウスモデル実験が進まなかった。