2022 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of skeletogenesis by long noncoding RNAs through CCN2
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21H03105
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
久保田 聡 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90221936)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 崇 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (30322233)
服部 高子 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (00228488)
高江洲 かずみ (河田かずみ) 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10457228)
滝川 正春 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (20112063)
青山 絵理子 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10432650)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | lncRNA / UCA1 / CCN2 / skeletal development / chondrocyte |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. ACURの機能解析：ACURはCCN2 mRNAの3'非翻訳領域に相補的なアンチセンスRNAであり、その発現が予想に反してCCN2 mRNAの発現量と相関する。本年度は昨年度から取り組んでいる、GapmeRを用いたACUR特異的サイレンシング実験を繰り返し、ACURサイレンシングによりCCN2 mRNAの発現が有意に低下すること、さらに軟骨細胞分化のマスター転写因子であるSOX9の発現も同様に抑制されることを明らかにした。この効果はCCN2に対してより強くみられるため、ACURはCCN2の遺伝子発現促進を通じて軟骨細胞分化に貢献している可能性が高くなった。
2. ACURによるCCN2発現制御メカニズムの解析：ACURのCCN2制御機構を明らかにするため、CCN2 3'-UTRを蛍ルシフェラーゼ遺伝子下流に接続したレポーターベクターを軟骨細胞様HCS-2/8細胞に、ACUR強制発現ベクターとともに導入してルシフェラーゼ活性を評価したが、ACUR発現による変化はみられなかった。よってCCN2 3'-UTRを標的とするmiRNAなどのアクセスを遮断してCCN2発現を増強するという可能性は低くなった。そこで次にACURがCCN2遺伝子座周辺の微細環境の形成に貢献していることを想定し、予備実験を開始した。
3. UCA1の作用メカニズムの解明：昨年度の研究でUCA1の作用が軟骨細胞特異的であることが明らかになったが、本年度はヒト線維芽細胞にUCA1を強制発現させ、RNA-sequencingを行ったデータを公共データベースからダウンロードし再解析した。その結果、線維芽細胞でUCA1はCCN2発現に影響を与えないという結果が得られた。したがってUCA1によるCCN2発現制御は軟骨細胞形質の変化に伴う間接的な現象と考えられる。
4. CCN2遺伝子座から出力される新たなRNA分子の発見：CCN2 pre-mRNAから生成しうる環状RNA (circRNA)を探索したところ、ヒトとマウスにおいて今までに報告のないcircRNAが複数出力されていることを見出した。
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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
本研究課題ではCCN2遺伝子にトランスに作用するUCA1、およびシスに作用するACURの２つのlncRNAを標的と見定め、研究を計画・遂行してきた。このうちACURについてはすでに第３年度に予定されていた段階に着手し、当初の計画を超えた進展を見せている。これに対してUCA1については、CCN2に対する作用が状況依存的、間接的であることが明らかになり、当初の計画通りの研究では期待したような成果に至らない公算が高くなった。そのため研究計画の再考が必要である。ところがその間、CCN2を制御する可能性のあるRNA分子が新たに見つかり、より大きな研究課題に発展する可能性も出てきた。以上を総合的に考えると、研究は順調に進展しているものの計画通りとは言い難いため上記のような自己評価となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定していた研究計画のうち、ACURに関するものは概ねそのまま続行する方針で研究に臨む。しかしUCA1および、新たに研究対象として加わったRNAに関する研究については、より広い視点から大幅に研究計画を組み直す必要がある。具体的には、CCN2への作用機序を解明する上でも、ゲノムワイドな背景を考慮した解析を取り入れること、また軟骨細胞だけでなく他の骨格形成関連細胞にまで研究対象を拡げ、UCA1や新候補RNAの骨格形成における機能を解明することで十分な成果が期待できると考えている。
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[Presentation] Do not overwork: CCN3 for life in cartilage2022
Author(s)
Kubota S., Kawaki, H., Perbal, B., Takigawa, M., Kawata, K., Hattori, T. and Nishida, T.
Organizer
The 11th International Workshop on the CCN family of Genes
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Correlation between High Expression of CCN3 and Osteoarthritis in hip joints2022
Author(s)
Hirose, K., Kuwahara, M., Nakata, E., Tetsunaga, T., Yamada, K., Koura, T., Inoue, T., Takigawa, M., Ozaki, T., Kubota, S., Hattori, T.
Organizer
Orthopaedic Research Society 2023 Annual Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] S-adenosylmethionine can promote polyamine production and growth factor genes expression thereby regulating chondrocytic differentiation.2022
Author(s)
Hoang Dinh, L., Aoyama, E., Hiasa, M, Omote, H., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
Organizer
第13回日本CCNファミリー研究会
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[Presentation] S-アデノシルメチオニンによるポリアミン産生および成長因子発現を介した軟骨細胞分化の制御2022
Author(s)
Hoang, L., Aoyama, E., Hiasa, M., Omote, H., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
Organizer
第95回日本生化学会
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[Presentation] Effective regulation of S-adenosylmethionie on chondrocyte differentiation via interstimulation of polyamine production and gene expression of growth factors.2022
Author(s)
Hoang, L., Aoyama, E., Hiasa, M., Omote, H., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
Organizer
第45回日本分子生物学会
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