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がん幹細胞発生でのAktシグナル経路によるエピゲノム制御と代謝制御の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K07577
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分50010:腫瘍生物学関連
研究機関北里大学

研究代表者

関田 洋一  北里大学, 理学部, 准教授 (20431950)

研究分担者 松本 俊英  北里大学, 医学部, 講師 (10623184)
木村 透  北里大学, 理学部, 教授 (50280962)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードがん幹細胞 / エピジェネティクス / AKTシグナル / 膠芽腫 / グリオブラストーマ / state transition / 脱分化 / エピゲノム / 代謝産物
研究開始時の研究の概要

AKTシグナルは細胞の増殖や生存を促進したり、代謝経路を活性化したりするなど、細胞の生存に重要なシグナル経路である。そのためがん組織で異常に活性化していることが多い。私たちは、このAKTシグナルが細胞の初期化を促進することを発見し、その分子機構を解明してきた。本研究では、この知見をがん幹細胞の発生機構の解明へとつなげる。がん幹細胞は、自己増殖と再分化することで、様々な細胞種が混在したヘテロな細胞集団のがん組織を作り出し、薬剤耐性といった悪性化の元凶となるものである。本基礎研究により、がん幹細胞の発生機序を理解し、新規治療法開発の指針となることが期待される。

研究成果の概要

がん組織は、ほとんどの場合、組織内にさまざまな種類の細胞を含んでおり、このような性質を「がん組織の不均一性(heterogeneity)」という。がん治療が難しいのは、がん組織を構成する細胞種ごとに、薬剤や放射線への影響が異なることが大きな原因となっている。がん組織のheterogeneityを生み出すメカニズムとして、がん幹細胞(cancer stem cell, CSC)の存在が重要だと考えられている。本研究では、CSCが発生する分子機構の解明を目指して、シグナル伝達経路の役割についての解析と、脳腫瘍の一種である膠芽腫由来細胞を使ったCSCを可視化する実験系の構築を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がん幹細胞は、がん治療が困難であることの元凶だと考えられるが、その発生メカニズムなど生物学的な知見は乏しい。本研究で得られた、がん幹細胞とAKTシグナル経路の関連や、がん幹細胞を可視化する実験系は、がん幹細胞の基礎研究に貢献すると考えられる。また、がん幹細胞発生に関する遺伝子の探索や治療薬の探索に活用される可能性を持っている。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] AKTシグナルによる細胞初期化促進の分子機構2023

    • 著者名/発表者名
      関田 洋一、木村 透
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 95 号: 1 ページ: 66-71

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2023.950066

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2023-02-25
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epigenome editing reveals core DNA methylation for imprinting control in the Dlk1-Dio3 imprinted domain2022

    • 著者名/発表者名
      Kojima Shin、Shiochi Naoya、Sato Kazuki、Yamaura Mamiko、Ito Toshiaki、Yamamura Nodoka、Goto Naoki、Odamoto Mika、Kobayashi Shin、Kimura Tohru、Sekita Yoichi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 50 号: 9 ページ: 5080-5094

    • DOI

      10.1093/nar/gkac344

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Switching defective/sucrose non‐fermenting chromatin remodeling complex coordinates meiotic gene activation via promoter remodeling and Meiosin activation in female germline2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Toshiaki、Ohta Masami、Osada Atsuki、Nishiyama Akira、Ishiguro Kei‐Ichiro、Tamura Tomohiko、Sekita Yoichi、Kimura Tohru
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 28 号: 1 ページ: 15-28

    • DOI

      10.1111/gtc.12990

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SWI/SNF chromatin remodeling complex is required for initiation of sex-dependent differentiation in mouse germline2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Toshiaki、Osada Atsuki、Ohta Masami、Yokota Kana、Nishiyama Akira、Niikura Yuichi、Tamura Tomohiko、Sekita Yoichi、Kimura Tohru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 24074-24074

    • DOI

      10.1038/s41598-021-03538-8

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] AKT signaling is associated with epigenetic reprogramming via the upregulation of TET and its cofactor, alpha-ketoglutarate during iPSC generation2021

    • 著者名/発表者名
      Sekita Y, Sugiura Y, Matsumoto A, Kawasaki Y, Akasaka K, Konno R, Shimizu M, Ito T, Sugiyama E, Yamazaki T, Kanai E, Nakamura T, Suematsu M, Ishino F, Kodera Y, Kohda T, Kimura T.
    • 雑誌名

      Stem Cell Res Ther.

      巻: - 号: 1 ページ: 510-510

    • DOI

      10.1186/s13287-021-02578-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Five multicopy gene family genes expressed during the maternal-to-zygotic transition are not essential for mouse development2021

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Mizuki、Tamura Shiori、Kanzaki Satoko、Kosugi Mayuko、Yoshimura Yuki、Ito Toshiaki、Nagata Kei、Sato Kazuha、Takada Shuji、Sekita Yoichi、Kimura Tohru
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 534 ページ: 752-757

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.11.004

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A RUNX?CBFβ-driven enhancer directs the Irf8 dose-dependent lineage choice between DCs and monocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Koichi、Sasaki Haruka、Nishiyama Akira、Kurotaki Daisuke、Kawase Wataru、Ban Tatsuma、Nakabayashi Jun、Kanzaki Satoko、Sekita Yoichi、Nakajima Hideaki、Ozato Keiko、Kimura Tohru、Tamura Tomohiko
    • 雑誌名

      Nature Immunology

      巻: 22 号: 3 ページ: 301-311

    • DOI

      10.1038/s41590-021-00871-y

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Involvement of Nlrp9a/b/c in mouse preimplantation development2020

    • 著者名/発表者名
      Kanzaki Satoko, Tamura Shiori, Ito Toshiaki, Wakabayashi Mizuki, Saito Koji, Kato Shigeki, Ohta Yasutaka, Sekita Yoichi, Kimura Tohru
    • 雑誌名

      Reproduction

      巻: 160 号: 2 ページ: 181-191

    • DOI

      10.1530/rep-19-0516

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Epigenome editing reveals core DNA methylation for imprinting control in the Dlk1-Dio3 imprinted domain.2023

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Sekita, Shin Kojima, Naoya Shiochi, Tohru Kimura
    • 学会等名
      The 21st Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epigenome editing reveals core DNA methylation for imprinting control in the Dlk1-Dio3 imprinted domain.2023

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Sekita, Shin Kojima, Naoya Shiochi, Tohru Kimura
    • 学会等名
      Genomic Imprinting, from Biology to Disease
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AKTシグナル経路による、iPS細胞作製過程での、代謝リモデリングを介したエピゲノム制御機構2022

    • 著者名/発表者名
      関田洋一
    • 学会等名
      第19回北里疾患プロテオーム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エピゲノム編集によるDlk1-Dio3インプリントドメインでのDNAメチル化の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      関田洋一、他3名
    • 学会等名
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] エピゲノム編集によるDlk1-Dio3インプリントドメインでのDNAメチル化の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      関田洋一、他3名
    • 学会等名
      第45回分子生物学会ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] STELLAによるZFP57の制御機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      御園杏里、山﨑瑛司、中村肇伸、木村透、関田洋一
    • 学会等名
      第45回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 性染色体がコードするヒストン脱メチル化酵素KDM5CとKDM5Dのマウス胚発生における機能的差異と相同性2022

    • 著者名/発表者名
      永田圭、小杉真由子、大谷舞衣、池田優美、吉川友里香、板倉陽子、豊田雅士、関田洋一、木村透
    • 学会等名
      第45回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Nlrp5及びNlrp9の雌マウスの生殖能における役割2022

    • 著者名/発表者名
      横田佳奈、田村史織、永田圭、神崎理子、 関田洋一、木村透
    • 学会等名
      第45回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] SWI/SNFクロマチンリモデリング複合体による生殖細胞の性分化開始機構2022

    • 著者名/発表者名
      太田昌美、伊藤駿瑛、長田純輝、 西山晃、石黒啓一郎、田村智彦、関田洋一、木村透
    • 学会等名
      第45回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] エピゲノム編集ツールを用いたインプリントIG-DMRにおけるDNAメチル化の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      塩地直弥
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SWI/SNFクロマチンリモデリング複合体による生殖細胞の性分化開始機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤駿瑛
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 着床前および着床後の発生に関与する母性因子としてのNLRP92021

    • 著者名/発表者名
      田村史織
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 性染色体がコードするヒストン脱メチル化酵素KDM5CとKDM5Dのマウス胚発生における機能的差異と相同性2021

    • 著者名/発表者名
      永田圭
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] RUNX-CBFbによって駆動されるIrf8エンハンサーが単球か樹状細胞か の系譜選択を決定する2021

    • 著者名/発表者名
      西山晃
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SWI/SNFクロマチンリモデリング複合体による始原生殖細胞の性分化制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      長田純輝、伊藤駿瑛、西山晃、田村智彦、関田洋一、木村透
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA脱メチル化ツールを用いたIG-DMRにおけるDNAメチル化の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      児島進、塩地直弥、木村透、関田洋一
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] クロマチンリモデリング複合体が、生殖細胞の性分化を開始させることを明らかにしました

    • URL

      https://www.kitasato-u.ac.jp/sci/resea/seibutsu/stemcell/album.html#album20211215

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 2021.9.25 AKTシグナル経路が細胞の初期化を促進する分子機構を解明しました

    • URL

      https://www.kitasato-u.ac.jp/sci/resea/seibutsu/stemcell/album.html#album20210925

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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