アクティブエンハンサーを介した悪性脳腫瘍の治療抵抗性獲得機序のダイナミズム

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K18386
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 平野 雅規 名古屋大学, 医学系研究科, 研究員 (40823076)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 神経膠芽腫 / 化学療法耐性 / RFP / cis-regulatory element / RNA-seq / ChIP-seq / 悪性脳腫瘍 / アクティブエンハンサー

研究実績の概要

本研究では、近年着目されているエピゲノム機構-特にアクティブエンハンサー-に焦点を当て、悪性脳腫瘍の治療で問題となる化学療法耐性獲得メカニズムの解明、および新規治療法開発を目指した。
化学療法耐性を持つ複数の神経膠芽腫細胞株の検討をした所、RET finger protein (RFP)の発現が有意に高いことが見出された。in vitro/ in vivoの神経膠芽腫モデルを用いてRFPノックダウン(KD)による抗腫瘍効果を評価すると、RFP-KD単独群, RFP-KD＋temozolomide (TMZ) 群 (特に後者) で非常に有意な腫瘍増殖抑制効果を認めた。また、他癌種で報告されているように、神経膠芽腫でもcis-regulatory element調整因子であるHDACとRFPが複合体を形成することが確認され、RFP-KDによって広範なアクティブエンハンサー等の変化が起こり、前述の治療効果に繋がるのではないかと推察された。
更なる検討のため、H3K27ac ChIP-seq, RNA-seq解析を実施すると、RFP-KDにより全ゲノム的に相当数のエンハンサー/プロモーター活性の変化および近傍遺伝子発現の変化が起き、活性酸素種産生/アポトーシスの亢進および細胞分裂/DNA 複製/cell cycleの抑制が引き起こされることが明らかとなった (FOXO1, TBP2, PARPBP など)。
またTCGAのデータの検討では、RFP発現の高い神経膠芽腫患者の全生存期間が有意に短いことも示された。
本研究から、RFPをターゲットとした薬剤が新たな神経膠腫の治療法に繋がる可能性が示された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り、アクティブエンハンサー調整に関わる因子の内、化学療法抵抗性の悪性脳腫瘍細胞株で有意に発現が上昇しているRET finger protein(RFP)を同定し、このノックダウンによる抗腫瘍効果の検討(in vitro/in vivo)、およびノックダウン前後のcis-regulatory element, 遺伝子発現プロファイルの詳細な検討を行うことができた。

今後の研究の推進方策

今後は、まず他の有望なアクティブエンハンサー調整関連因子を同定し、同様の検討を進める予定である。
また、化学療法耐性獲得に重要な役割を果たすエンハンサー領域を特異的に編集する新規治療法開発も目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Aberrant Active cis-Regulatory Elements Associated with Downregulation of RET Finger Protein Overcome Chemoresistance in Glioblastoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Ranjit Melissa、Hirano Masaki、Aoki Kosuke、Okuno Yusuke、Ohka Fumiharu、Yamamichi Akane、Kato Akira、Maeda Sachi、Motomura Kazuya、Matsuo Keitaro、Enomoto Atsushi、Ino Yasushi、Todo Tomoki、Takahashi Masahide、Wakabayashi Toshihiko、Kato Takuya、Natsume Atsushi
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 26 ページ: 2274～2281.e5
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.01.109
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] RET finger protein阻害に関連したactive cis-regulatory elementsの変化により、神経膠芽腫の化学療法抵抗性が改善される (2020)
  • 著者名/発表者名: 平野 雅規、メリッサ ランジット、青木 恒介、奥野 友介、大岡 史治、山道 茜、前田 紗知、加藤 彰、本村 和也、松尾 恵太郎、榎本 篤、稲生 靖、藤堂 具紀、高橋 雅英、若林 俊彦、加藤 琢哉、夏目 敦至
  • 学会等名: 第１回癌学会若手の会