2022 Fiscal Year Research-status Report

代謝経路再編成が概日リズム経路を介し、幹細胞性維持、細胞死回避に及ぼす影響の解明

Research Project

Project/Area Number	22K09262
Research Institution	University of Miyazaki
Principal Investigator	横上聖貴宮崎大学, 医学部, 准教授 (40284856)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	水口麻子宮崎大学, 安全衛生保健センター, 講師 (00647472) 山下真治宮崎大学, 医学部, 助教 (40468046) 竹島秀雄宮崎大学, 医学部, 教授 (70244134) 渡邉孝宮崎大学, 医学部, 講師 (90573337)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	概日リズム / メチオニン代謝 / 脂質代謝 / 脳腫瘍
Outline of Annual Research Achievements	低メチオニンの環境下では、グリオーマ幹細胞において1）BMAL1, CLOCK を抑制する PER2, CRY1 の発現増加、2）概日時計リズム経路の低メチル化　3）脂質代謝の抑制による幹細胞性、増殖能の低下、アポトーシスの増加を確認しており、メチオニン代謝のリプログラミングがエピジェネティクス, エピトランスクリプトームの変化をもたらし、脂質代謝を動かした結果、細胞死の回避、幹細胞性の維持をもたらしていた。（下記論文）これらの現象は概日リズム遺伝子の発現変化を介しているのではないかと考えた。そこでGICのBMAL1, CLOCK の遺伝子改変によるノックダウンを試み,実験を継続している。発表論文 Kiyotaka Yokogami, Taisei Kikuchi, Takashi Watanabe, Yasutaka Nakatake, Shinji Yamashita, Asako Mizuguchi, Hideo Takeshima Methionine regulates self-renewal, pluripotency, and cell death of GIC through cholesterol-rRNA axis BMC Cancer　2022 Dec 23;22(1):1351. doi: 10.1186/s12885-022-10280-5.
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason １）GICのBMAL1, CLOCK の遺伝子改変によるノックダウンを試みたが、現在までなかなか導入がうまくいっていないため、市販の細胞株で挑戦中である。２）概日リズムに関する文献検索を行うと、Gremlin-2（GREM2）が概日リズムによって制御されるという報告があり（Sci Rep 2014）、我々の臨床サンプルにおいてもGREM2 発現の高い髄膜腫では、BMAL1 を抑制する NR1D1 が増加していることを見出した。また、概日リズムに関連する遺伝子セットを用いたenrichment analysis を公開データベースからダウロードしたRNA-seq のデータをもとに行ったところ、GREM2は増殖速度に関連することや、細胞老化に関連することが判明した。我々の実験においてもGREM2 発現の高い髄膜腫はBMP signal が抑制され増殖が遅く、細胞老化をきたすことを見出した。BMAL1/CLCOK 発現低下をもたらすPER2, CRY1増加による細胞増殖速度の低下は GREM2発現亢進による可能性があると考えて,実験を継続している。これらの実験結果は、本年度ヨーロッパがん学会で発表の予定である。
Strategy for Future Research Activity	今後は、グリオーマ幹細胞におけるBMAL1, CLOCK の siRNA を用いた抑制実験と並行して、髄膜腫におけるcircadian clock gene が GREM2 を介して細胞老化ににどのようにかかわるのかを詳細に検討していきたい。