ポリコーム群遺伝子Ｅｚｈ２の造血腫瘍発症におけるメカニズム解析

• Project/Area Number: 14J40024
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Hematology
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 望月 牧子 千葉大学, 医学研究院, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: Ezh2 / H3K27me3 / H3K36me2/3 / Mmset / HSC / ポリコーム群遺伝子 / 造血器腫瘍 / 骨髄異形成症候群 / 骨髄異型性症候群

Outline of Annual Research Achievements

EZH2の機能欠失による骨髄球性腫瘍発症のメカニズムを明らかにするため、Ezh2コンディショナル欠損マウス骨髄を用いてレシピエントマウスに移植後にEzh2を欠損させることにより、造血特異的Ezh2欠損マウスを作成し、その造血の長期観察を行った。Ezh2欠損後10カ月前後でマウスは骨髄球系腫瘍を発症した。MDS/MPN様病態が多く、次いでMDSが認められた。この結果は、患者検体で同定されるEZH2変異の頻度と合致するものであった。
Ezh2の機能欠損による骨髄球性腫瘍発症の分子メカニズムを理解するため、Ezh2欠損MDSマウスのLSK細胞を用いて遺伝子発現解析を行った。Ezh2欠損に伴うH3K27me3の減少によって多くのPRC2標的遺伝子発現の脱抑制が認められたが、造血幹細胞におけるBivalent遺伝子群はMDS発症後に再抑制されることが認められた。Bivalent関連遺伝子は分化制御遺伝子を多く含むこと、またEzh1を含むPRC2複合体 (Ezh1-PRC2) が修飾に寄与していることが示されていることから、Ezh2欠損を部分的にEzh1が代償しているものと予測し、H3K27me3のChIP-Sequenceを行ったところ、Ezh2欠損により一度減少したH3K27me3が多くのPRC2表的遺伝子、特にBivalent遺伝子群プロモーターで部分的あるいは完全に回復することが確認された。さらにEzh1/Ezh2ダブルノックアウトマウスを作成したところ、長期再構築能が完全に欠失していることが明らかになった。したがって、Ezh2の機能欠損による造血器腫瘍の形成には造血幹・前駆細胞におけるEzh1の発現が必須であり、Ezh2の機能不全状態の一部をEzh1が代償的に補完することが示された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The loss of Ezh2 drives the pathogenesis of myelofibrosis and sensitizes tumor-initiating cells to bromodomain inhibition. (2016)
  • Author(s): Sashida G, Wang C, Tomioka T, Oshima M, Aoyama K, Kanai A, Mochizuki-Kashio M, Harada H, Shimoda K, and Iwama A.
  • Journal Title: J Exp Med Volume: 25;213(8) Pages: 1459-1477
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ezh2 regulates the Lin28/let-7 pathway to re- strict activation of fetal gene signature in adult hematopoietic stem cells. (2016)
  • Author(s): Oshima M, Hasegawa N, Mochizuki-Kashio M, Muto T, Miyagi S, Koide S, Yabata S, Wendt GR, Saraya A, Wang C, Shimoda K, Suzuki Y, Iwama A.
  • Journal Title: Exp Hematol. Volume: 44(4) Pages: 282-296
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ezh2 regulates the Lin28/let-7 pathway to restrict activation of fetal gene signature in adult hematopoietic stem cells. (2016)
  • Author(s): Oshima M, Hasegawa N, Mochizuki-Kashio M, Muto T, Miyagi S, Koide S, Yabata S, Wendt G, Saraya A, Wang C, Shimoda K, Suzuki Y, Iwama A.
  • Journal Title: Exp Hematol Volume: 44(4) Issue: 4 Pages: 282-296
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2015.12.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ezh2 loss in hematopoietic stem cells predisposes mice to develop heterogeneous malignancies in an Ezh1-dependent manner. (2015)
  • Author(s): Mochizuki-Kashio M, Aoyama K, Sashida G, Oshima M, Tomioka T, Muto T, Wang C, Iwama A.
  • Journal Title: Blood Volume: 126 Issue: 10 Pages: 1172-83
  • DOI: 10.1182/blood-2015-03-634428
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Non-Lethal Ionizing Radiation Promotes Aging-Like Phenotypic Changes of Human Hematopoietic Stem and Progenitor Cells in Humanized Mice. (2015)
  • Author(s): Wang C, Oshima M, Sashida G, Tomioka T, Hasegawa N, Mochizuki-Kashio M, Nakajima-Takagi Y, Kusunoki Y, Kyoizumi S, Imai K, Nakachi K, Iwama A.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Issue: 7 Pages: e0132041-e0132041
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0132041
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Compromised hematopoiesis and increased DNA damage following non-lethal ionizing radiation of a human hematopoietic system reconstituted in immunodeficient mice (2015)
  • Author(s): Wang C, Nakamura S, Oshima M, Mochizuki-Kashio M, Nakajima-Takagi Y, Osawa M, Kusunoki Y, Kyoizumi S, Imai K, Nakachi K, Iwama A.
  • Journal Title: Int J Radiat Biol Volume: 91(8) Issue: 8 Pages: 687-687
  • DOI: 10.3109/09553002.2015.1047990
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ezh2 loss promotes development of myelodysplastic syndrome but attenuates its predisposition to leukaemic transformation. (2014)
  • Author(s): Sashida G, Harada H, Matsui H, Oshima M, Yui M, Harada Y, Tanaka S, Mochizuki-Kashio M, Wang C, Saraya A, Muto T, Hayashi Y, Suzuki K, Nakajima H, Inaba T, Koseki H, Huang G, Kitamura T, Iwama A.
  • Journal Title: Nature Communication Volume: 5 Pages: 1-14
• [Journal Article] Histone acetylation mediated by Brd1 is crucial for Cd8 gene activation during early thymocyte development. (2014)
  • Author(s): Mishima Y, Wang C, Miyagi S, Saraya A, Hosokawa H, Mochizuki-Kashio M, Nakajima-Takagi Y, Koide S, Negishi M, Sashida G, Naito T, Ishikura T, Onodera A, Nakayama T, Tenen DG, Yamaguchi N, Koseki H, Taniuchi I, Iwama A.
  • Journal Title: Nature Communication Volume: 5 Pages: 1-11
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] メチル化転移酵素Nsd2の機能の解明 (2017)
  • Author(s): 望月（樫尾）牧子、横田貴文、藤木亮次、杉尾ジュリー、鈴木慈、 前田亮、岩間厚志、浦聖恵
  • Organizer: 染色体ワークショップ
  • Place of Presentation: かずさアカデミアホール202B会議場（千葉県・木更津市）
  • Year and Date: 2017-01-11
• [Presentation] ヒストンH3K36転移酵素Whsc1の造血幹細胞における機能の解明 (2016)
  • Author(s): 望月（樫尾）牧子、岩間厚志、浦聖恵
  • Organizer: 転写サイクル班会議2016
  • Place of Presentation: 松島一の坊（宮城県・松島町）
  • Year and Date: 2016-09-05
• [Presentation] Ezh2 loss in hematopoietic stem cells predisposes mice to develop heterogeneous malignancies in an Eh1-dependent manner (2016)
  • Author(s): Makiko Mochizuki-Kashio, Kazumasa Aoyama, Goro Sashida, Motohiko Oshima, Changshan Wang, Atushi Iwama
  • Organizer: The 5th JCA-AACR Special Joint Conference
  • Place of Presentation: Tokyo Bay Maihama Hotel Club Resort（千葉県・浦安市）
  • Year and Date: 2016-07-13
• [Presentation] Ezh2 loss in hematopoietic stem cells predisposes mice to develop heterogeneous malignancies in an Eh1-dependent manner (2016)
  • Author(s): Makiko Mochizuki-Kashio, Kazumasa Aoyama, Goro Sashida, Motohiko Oshima, Changshan Wang, Atushi Iwama
  • Organizer: 幹細胞シンポジウム
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県・淡路市）
  • Year and Date: 2016-05-21
• [Presentation] Ezh2の機能欠損による造血器腫瘍の形成には造血幹・前駆細胞におけるEzh1の発現が必須である (2016)
  • Author(s): 樫尾（望月） 牧子、青山 和正、指田 吾郎、大島 基彦、王 長山、 岩間 厚志
  • Organizer: 麒麟塾
  • Place of Presentation: コクヨホール（東京都・品川区）
• [Presentation] Comprehensive analysis of histone H3 methylation on lysine 27 and 36 during Hematopoiesis (2015)
  • Author(s): Makiko Mochizuki-Kashio, Kazumasa Aoyama, Goro Sashida, Motohiko Oshima, Takahisa Tomioka, Tomoya Muto, Changshan Wang, Kiyoe Ura, Atsushi Iwama
  • Organizer: International Symposium on Chromatin Stracture, Dynamics, and Function
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • Year and Date: 2015-08-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] H3K36メチル化酵素Whsc1はプログラムされたDNA損傷修復を担う (2015)
  • Author(s): 樫尾（望月） 牧子
  • Organizer: 第九回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-05-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ezh2 loss in hematopoietic stem cells predisposes mice to develop heterogeneous hematological (2015)
  • Author(s): Makiko Mochizuki-Kashio, Changshan Wang, Goro Sashida, Motohiko Oshima, Takahisa Tomioka, Atsushi Iwama
  • Organizer: THE 13TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MYELODYSPLASTIC SYNDROMES
  • Place of Presentation: Washington, D.C. (U.S.A.)
  • Year and Date: 2015-04-29 – 2015-05-02
• [Presentation] Ezh2 loss in hematopoietic stem cells predisposes mice to develop heterogeneous hematological malignancies (2015)
  • Author(s): Makiko Mochizuki-Kashio, Changshan Wang, Goro Sashida, Motohiko Oshima, Takahisa Tomioka1, Atsushi Iwama
  • Organizer: THE 13TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MYELODYSPLASTIC SYNDROMES
  • Place of Presentation: Washington, D.C.（アメリカ）
  • Year and Date: 2015-04-29
  • Int'l Joint Research