腫瘍形成に求められるゲノム多様性の検証

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15024
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中山 啓子 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60294972)
• 研究分担者: 舟山 亮 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20452295) ; 中川 直 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30707013) ; 細金 正樹 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助手 (30734347)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 腫瘍形成 / CRISPR/Cas9 / 次世代シークエンサー / 乳癌細胞株 / 免疫不全マウス

研究実績の概要

がんゲノムの解析によって、固形腫瘍を構成している細胞は決してクローンではなく、むしろ様々な細胞が共生することで腫瘍としての増殖や転移が可能となっていることが示唆されている。そこで本研究ではどのような特徴を持った細胞が共生することががんを構成するために必要であるのかを探索した。腫瘍形成能が比較的低い事が確認されている乳がん細胞株MDA-MD-468細胞株にCRISPR/Cas9ライブラリーの導入によってゲノムに多様な変異を導入し、これらの細胞をマウス個体に移植し腫瘍形成を誘導した。腫瘍形成が確認されれば、この原発巣や転移巣に、どのような細胞が参加しているのかを調べることによって、腫瘍形成に求められる細胞群の形質を明らかにすることを目標としていた。
本計画は、以下の四段階からなっていた。(1) ゲノム修飾を誘導するためのCRISPR/Cas9ライブラリーの導入、(2) 免疫不全マウスでの腫瘍形成、(3) 超並列シークエンス解析による腫瘍を構成する細胞集団の決定、(4) 遺伝子変異導入細胞を用いた検証。の4段階である。
まずCRISPR/Cas9ライブラリーをMDA-MD-468細胞株への導入を試み、ライブラリーと導入した細胞から抽出したゲノムDNAのシークエンスを行った。その結果、細胞から抽出されたゲノムDNAで見られるライブラリーの多様性は、導入ライブラリーより低下していることが判明した。このことは、in vitroでの細胞死が誘導されたり、細胞増殖が抑制されるクローンが導入された細胞は、他の細胞に比しin vitroでの生存が不利であると予想していたが、その通りにアポトーシス誘導タンパク質などはライブラリー導入細胞には見られなかった。現在、これらの細胞を使って、免疫不全マウスで腫瘍形成嚢の検証を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] Genomic analysis identifies candidate pathogenic variants in 9 of 18 patients with unexplained West syndrome (2015)
  • 著者名/発表者名: Hino-Fukuyo, N., Kikuchi, A., Arai-Ichinoi, N., Niihori, T., Sato, R., Suzuki, T., Kudo, H., Sato, Y., Nakayama, T., Kakisaka, Y., Kubota, Y., Kobayashi, T., Funayama, R., Nakayama, K., Uematsu, M., Aoki, Y., Haginoya, K. & Kure, S.
  • 雑誌名: Hum Genet 巻: 134 ページ: 649-658
  • DOI: 10.1007/s00439-015-1553-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mutations in PIGL in a patient with Mabry syndrome (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, I., Murakami, Y., Niihori, T., Kanno, J., Hakoda, A., Sakamoto, O., Okamoto, N., Funayama, R., Nagashima, T., Nakayama, K., Kinoshita, T., Kure, S., Matsubara, Y. & Aoki, Y.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A 巻: 167A ページ: 777-785
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36987
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Protein monoubiquitylation: targets and diverse functions (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T. & Nakayama, K.
  • 雑誌名: Genes cells 巻: 20 ページ: 543-562
  • DOI: 10.1111/gtc.12250
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of the Atg9a gene in intrauterine growth and survival of fetal mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Kojima, T., Yamada, T., Akaishi, R., Furuta, I., Saitoh, T., Nakabayashi, K., Nakayama, K.I., Nakayama, K., Akira, S. & Minakami, H.
  • 雑誌名: Reprod Biol 巻: 15 ページ: 131-138
  • DOI: 10.1016/j.repbio.2015.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The artificial loss of Runx1 reduces the expression of quiescence-associated transcription factors in CD4(+) T lymphocytes (2015)
  • 著者名/発表者名: Wong, W.F., Kohu, K., Nagashima, T., Funayama, R., Matsumoto, M., Movahed, E., Tan, G.M., Yeow, T.C., Looi, C.Y., Kurokawa, M., Osato, M., Igarashi, K., Nakayama, K. & Satake, M.
  • 雑誌名: Mol Immunol 巻: 68 ページ: 223-233
  • DOI: 10.1016/j.molimm.2015.08.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rho-Kinase Inhibition During Early Cardiac Development Causes Arrhythmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy in Mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Ellawindy, A., Satoh, K., Sunamura, S., Kikuchi, N., Suzuki, K., Minami, T., Ikeda, S., Tanaka, S., Shimizu, T., Enkhjargal, B., Miyata, S., Taguchi, Y., Handoh, T., Kobayashi, K., Kobayashi, K., Nakayama, K., Miura, M. & Shimokawa, H.
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol 巻: 35 ページ: 2172-2184
  • DOI: 10.1161/ATVBAHA.115.305872
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] S6 Kinase- and beta-TrCP2-Dependent Degradation of p19Arf Is Required for Cell Proliferation (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T., Araki, T., Nakagawa, M., Hirao, A., Unno, M. & Nakayama, K.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 35 ページ: 3517-3527
  • DOI: 10.1128/MCB.00343-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] セルトリ細胞特異的β-TrCPノックアウトマウスの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 諸星茜、中川直、中野星児、中山啓子
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] TGF-β刺激によるTFIID構成因子TAF7の分解とその役割の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中川直、細金正樹、舟山亮、中山啓子
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] がん原遺伝子RASによる遺伝子サイレンシングの分子機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 舟山亮、細金正樹、長嶋剛史、中山啓子
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [備考] がん医学コアセンター 細胞増殖制御分野
  • URL: http://www.devgen.med.tohoku.ac.jp/index.html