慢性炎症環境に大腸陰窩が適応するためのAIDによる変異獲得メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号	23K07384
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53010:消化器内科学関連
研究機関	久留米大学
研究代表者	岡田季之久留米大学, 医学部, 助教 (10607328)
研究分担者	溝口恵美子久留米大学, 医学部, 教授 (40782157)
研究期間 (年度)	2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023年度)
配分額 *注記	4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円) 2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円) 2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円) 2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード	AID / ectopic expression / colonic epithelial cells / inflammation / CAC / AICDA / 異所性発現 / 大腸炎関連がん / 慢性炎症
研究開始時の研究の概要	潰瘍性大腸炎(UC)は再燃・寛解を繰り返す難治性の慢性炎症疾患であり、慢性炎症から異形成を経て発症するCACのリスクは年々増加する。しかしながら、大腸ポリープから発症する散発性大腸がんと発症メカニズムは異なり、悪性度が高く予後不良となる傾向にあることからもその発生メカニズムの理解が不十分であることが問題点として挙げられる。近年では、大腸陰窩が炎症環境に適応するためにAIDの異所性発現を誘導することで大腸粘膜の再生に貢献する一方で、CACにおいて高頻度に認められるTP53などの変異を長年かけて同時に蓄積することで、CACの発症に繋がっている可能性について検討する。
研究実績の概要	炎症環境に大腸陰窩が適応するためにactivation-induced cytidine deaminase(AID)の異所性発現が誘導されることで、大腸粘膜の再構築に貢献する一方で、大腸炎関連がん(CAC)で高頻度に認められるTP53などの変異も同様に誘導してしまうことで長年かけて蓄積した結果、CAC発症に繋がっている可能性について明らかにすることを目的とする。この目的を達成するために、令和５年度は『大腸上皮細胞におけるAIDの標的遺伝子の同定』を中心に検討を行った。大腸上皮細胞(CEC)において発現するAIDの標的遺伝子の同定を同定するために、AID-FLAGを安定発現させた大腸がん細胞株を用いて検討していたが、自他のグループの研究結果よりCECにAIDの発現を誘導する様なサイトカイン刺激によって、AIDが直接結合する標的が変化する可能性が示唆された。また、『CAC発症にAIDの異所性発現が与える影響の検討』については、まず急性大腸炎を誘導したマウス(野生型とAID欠損型のマウスに4%DSSを４日間自由引水させ大腸炎を誘導後、14日後にCECから抽出したゲノムDNAを用いて変異解析を行った。この時のネガティブコントロールとして、同一個体の耳を用いている)の全ゲノムシーケンス解析のデータを再検討して変異の有無を確認した。大腸炎関連がん(CAC)を発症した患者で報告されている２２変異遺伝子のうち、AIDの標的と予想される１３遺伝子に変異が認められるか確認した結果、急性大腸炎による影響ではこれらの遺伝子をコードする領域に変異は認められなかった。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 4: 遅れている理由 CHIP-seq解析を実施する予定で細胞の準備を行っていたが、我々と他のグループの研究の結果より大腸上皮細胞にAIDの発現を誘導する様なサイトカイン刺激を実施した場合、AIDが直接結合する標的遺伝子座が変化する可能性が示唆されたことから実験計画を見直したため。さらに、それに加え通院加療を要する体調不良が重なり研究が遅れている。
今後の研究の推進方策	(1)：AIDを誘導に関与することが報告されているサイトカイン刺激の有無により、AIDが結合する標的遺伝子座の同定とその標的が変化するかCHIP-seq解析を行い明らかにする。 (2) : CHIP-seqで同定したAIDの標的遺伝子に変異が認められるか、CHIPに用いたAID発現細胞株のゲノムDNAを精製してエクソーム解析を行うことで明らかにする。 (3): in vivoの実験系においても同様にWTとAID-欠損マウスにAOM / DSS誘発CACモデルなどを用いて、CACを誘発し腫瘍数、径や組織評価を行う。