腫瘍抑制マイクロRNA let-7の新規制御因子の機序解明と新規治療標的の探索

• 研究課題/領域番号: 19K16794
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分50020:腫瘍診断および治療学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 栗本 遼太 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (10753957)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: RNA / マイクロRNA / RNA修飾 / CLIP / シュードウリジン / microRNA / tRNA修飾酵素 / 腫瘍抑制 / let-7 / tRNA / がん / RNA結合タンパク質

研究開始時の研究の概要

悪性腫瘍を抑制する中心的なmicroRNAとしてlet-7が知られており、腫瘍マーカーや治療標的として注目されている。申請者は、let-7の発現変化をもたらす分子をスクリーニングし、新しい制御因子LetRF-1を同定した。これは、let-7の発現を選択的に上昇させ、腫瘍の増殖能を抑制 することを明らかとした。
本研究では、悪性腫瘍におけるlet-7の制御機構を解明し、さらに、悪性腫瘍の増殖や分化転換を抑制する可能性を探る。

研究成果の概要

let-7は多くの悪性腫瘍において中核的な腫瘍抑制microRNAとして機能している。このlet-7はRNA結合タンパク（RBP）により制御されているが、その全貌は不明である。
本研究においてルシフェラーゼレポーターを応用し、全RBPを標的として、let-7の発現を制御する遺伝子の機能的スクリーニングを行い、新たな制御因子TruB1をはじめ複数の遺伝子を同定した。生化学的解析及び次世代シークエンサーを駆使した網羅的解析を行い、tRNA修飾酵素であるTruB1が酵素活性非依存的に、let-7に特異的に結合してそれを正に制御することを明らかにした。これが腫瘍増殖能を抑制することも明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

このtRNA修飾酵素TruB1が、その酵素活性とは独立してlet-7を上昇させることを明らかにした。この機構は、酵素活性という既存の機能のみに注目した研究方法では見出すことが困難であったが、microRNAの機能的スクリーニングとRNAへの結合を網羅的に解析するCLIP法の組み合わせによって初めて見出すことが可能となった。ゲノム遺伝学や既存の治療法、検査法のみでは解析の困難なエピトランスクリプトームの研究手法の選択肢を示すものである。

研究成果

• [雑誌論文] Both microRNA-455-5p and -3p repress hypoxia-inducible factor-2α expression and coordinately regulate cartilage homeostasis. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito Y, Matsuzaki T, Ayabe F, Mokuda S, Kurimoto R, Matsushima T, Tabata Y, Inotsume M, Tsutsumi H, Liu L, Shinohara M, Tanaka Y, Nakamichi R, Nishida K, Lotz MK, Asahara H.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 12 号: 1 ページ: 4148-4148
  • DOI: 10.1038/s41467-021-24460-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of chemical compounds regulating PD‐L1 by introducing HiBiT‐tagged cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Uchida Yutaro、Matsushima Takahide、Kurimoto Ryota、Chiba Tomoki、Inutani Yuki、Asahara Hiroshi
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 595 号: 5 ページ: 563-576
  • DOI: 10.1002/1873-3468.14032
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The tRNA pseudouridine synthase TruB1 regulates the maturation of let‐7 miRNA (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto Ryota、Chiba Tomoki、Ito Yoshiaki、Matsushima Takahide、Yano Yuki、Miyata Kohei、Yashiro Yuka、Suzuki Tsutomu、Tomita Kozo、Asahara Hiroshi
  • 雑誌名: The EMBO Journal 巻: 39 号: 20
  • DOI: 10.15252/embj.2020104708
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In vitro Neo-Genesis of Tendon/Ligament-Like Tissue by Combination of Mohawk and a Three-Dimensional Cyclic Mechanical Stretch Culture System (2020)
  • 著者名/発表者名: Kataoka Kensuke、Kurimoto Ryota、Tsutsumi Hiroki、Chiba Tomoki、Kato Tomomi、Shishido Kana、Kato Mariko、Ito Yoshiaki、Cho Yuichiro、Hoshi Osamu、Mimata Ayako、Sakamaki Yuriko、Nakamichi Ryo、Lotz Martin K.、Naruse Keiji、Asahara Hiroshi
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 8 ページ: 307-307
  • DOI: 10.3389/fcell.2020.00307
  • NAID: 120006869584
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transcriptome analysis of sevoflurane exposure effects at the different brain regions. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto H, Uchida Y, Chiba T, Kurimoto R, Matsushima T, Inotsume M, Ishikawa C, Li H, Shiga T, Muratani M, Uchida T, Asahara H
  • 雑誌名: PLos One 巻: 15 号: 12 ページ: e0236771-e0236771
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0236771
  • NAID: 120007180737
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transcriptional, epigenetic and microRNA regulation of growth plate (2020)
  • 著者名/発表者名: Ryo Nakamichiab, RyotaKurimotoc, Yusuke Tabatad, Hirosi Asahara
  • 雑誌名: Bone 巻: in press ページ: 115434-115434
  • DOI: 10.1016/j.bone.2020.115434
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Post-transcriptional regulation of inflammation by RNA-binding proteins via cis-elements of mRNAs (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchida Yutaro、Chiba Tomoki、Kurimoto Ryota、Asahara Hiroshi
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 166 号: 5 ページ: 375-382
  • DOI: 10.1093/jb/mvz067
  • NAID: 40022069517
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Tumor suppression potential of tRNA modification enzyme TruBs via let-7 (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryota Kurimoto, Hiroki Tsutsumi, Saki lkeuchi, Hiroshi Asahara
  • 学会等名: AACR 2021
  • 国際学会
• [学会発表] RNA Modification Enzyme TruB1 Regulate Tumor Proliferation via MicroRNA let-7. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto R, Asahara H
  • 学会等名: International Association for the study of Lung Cancer 2020 World Conference on Lung Cancer
  • 国際学会
• [学会発表] The tumor suppression potential of RNA pseudouridine synthase family via microRNA regulation (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto R, Ikeuchi S, Asahara H
  • 学会等名: The 18th meeting of Japan Society of Medical Oncology
• [学会発表] The tRNA pseudouridine synthase TruB1 regulates the maturation of let-7 miRNA. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto R, Asahara H
  • 学会等名: 2nd RNAJ Online Meeting
• [学会発表] New regulatory mechanism of tumor suppressor microRNA let-7s (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryota Kurimoto, Hiroki Tsutsumi, Maiko Inotsume, Hiroshi Asahara.
  • 学会等名: 16thn Bone Biology Forum
• [学会発表] 腫瘍抑制microRNA let-7 familyの新たな制御機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryota Kurimoto, Hiroki Tsutsumi, Yutaro Uchida, Hiroshi Asahara.
  • 学会等名: 第17回日本臨床腫瘍学会
• [学会発表] miRNAs in arthritis pathogenesis and therapy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Asahara, Sho Mokuda, Yoshiaki Ito, Masafumi Inui, Ryo Nakamichi, Tomoki Chiba, Ryota Kurimoto, Takahide Matsushima.
  • 学会等名: The 24th Annual Meeting of the RNA Society
  • 国際学会
• [学会発表] 腫瘍抑制microRNA let-7 familyの新たな制御機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 猪爪 舞子, 栗本 遼太, 堤 大樹, 細貝 春香, 浅原 弘嗣
  • 学会等名: 日本分子生物学会
• [産業財産権] ハイスループット遺伝子編集技術 (2020)
  • 発明者名: 淺原弘嗣、栗本遼太、松島隆英、堤大樹
  • 権利者名: 淺原弘嗣、栗本遼太、松島隆英、堤大樹
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2020