ノンコーディングRNAによるT細胞分化および発がん抑制制御機構の解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19KK0222
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 伊川 友活 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 教授 (60450392)
• 研究分担者: 高野 淳一朗 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 特別研究員 (00852162) ; 磯田 健志 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 助教 (80815225)
• 研究期間 (年度): 2019-10-07 – 2022-03-31
• キーワード: 非コードRNA / T細胞分化 / 胸腺 / エピジェネティクス / 転写因子

研究実績の概要

T細胞はヘルパーT細胞や制御性T細胞など様々な機能を持つ細胞に分化することにより、感染防御だけでなく、がん、アレルギー、生活習慣病など多くの疾患に関わっている。T細胞がその機能を発揮するためには分化・成熟過程において細胞の運命が厳格に制御・維持されなければならない。これは様々な転写因子やエピジェネティック因子によって制御されているが、詳細は明らかではない。我々は以前、転写因子Bcl11bがT細胞分化のマスターレギュレーターであることを報告した（Ikawa et al. Science, 2010）。さらに最近、Bcl11bのエンハンサー領域から転写される非コードRNA（ThymoD）を発見し、これがT細胞の運命制御に重要であることを示した（Isoda et al. Cell, 2017）。ThymoD欠損マウスでは、Bcl11b欠損マウスと同様T細胞分化が未分化な段階で停止し白血病を発症する。そこで本研究では、このBcl11b/ThymoDによるT細胞のアイデンティティーの確立および白血病抑制機構を解明することを目的とする。
本年度はThymoD欠損iLS細胞を用いて更に解析を進めた。ThymoD欠損ilS細胞は正常なiLS細胞と同様に増殖するが、T細胞へ分化誘導すると、DN2で分化が停滞する。このDN2細胞をソートし、qRT-PCRを用いて遺伝子発現を調べたところ、ThymoDの発現は完全に消失し、ThymoD標的遺伝子であるBcl11bの発現も激減していた。また、Id2やIl2rbの発現が有意に上昇していた。このことから、ThymoDはBcl11bの発現を制御することにより、T細胞分化を促進することが確認された。一方、ヒトThymoD解析のため、ヒトT細胞性急性リンパ性白血病株３種とB細胞性白血病細胞株２種を用いて、Iso-seqと全ゲノムシークエンスを行っている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナウイルス感染症のため、共同研究者との研究試料のやり取りに時間を要した。また、解析のために渡米を予定していたが叶わなかった。

今後の研究の推進方策

ThymoD欠損iLS細胞を用いてATAC-seq, ChIP-seqなどエピジェネティクス解析を推進する。

次年度使用額が生じた理由

コロナのために予定していた消耗品の購入がなかったため。翌年度分と合わせて使用する。

研究成果

• [国際共同研究] University of California, San Diego(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of California, San Diego
• [国際共同研究] University of Oxford(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of Oxford
• [雑誌論文] 転写因子とマクロファージ分化 (2021)
  • 著者名/発表者名: Ikawa-T
  • 雑誌名: 臨床免疫・アレルギー科 巻: - ページ: -
• [雑誌論文] Chromatin protein PC4 orchestrates B cell differentiation by collaborating with IKAROS and IRF4. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ochiai K, Yamaoka M, Swaminathan A, Shima H, Hiura H, Matsumoto M, Kurotaki D, Nakabayashi J, Funeyama R, Nakayama K, Arima T, Ikawa T, Tamura T, Sciammas R, Bouvet P, Kundu TK, Igarashi K.
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 33 ページ: 108517-108538
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108517.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Association of aberrant ASNS imprinting with asparaginase sensitivity and chromosomal abnormality in childhood BCP-ALL. (2020)
  • 著者名/発表者名: Watanabe A, Miyake K, Nordlund J, Syvanen AC, van der Weyden L, Honda H, Yamasaki N, Nagamachi A, Inaba T, Ikawa T, Urayama KY, Kiyokawa N, Ohara A, Kimura S, Kubota Y, Takita J, Goto H, Sakaguchi K, Minegishi M, Iwamoto S, Shinohara T, Kagami K, Abe M, Akahane K, Goi K, Sugita K, Inukai T.
  • 雑誌名: Blood 巻: 136 ページ: 2319-2333
  • DOI: 10.1182/blood.2019004090.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cell fate decisions: The role of transcription factors in early B-cell development and leukemia. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fischer U, Yang JJ, Ikawa T, Hein D, Vicente-Duenas, Borkhardt A and Sanchez-Garcia I.
  • 雑誌名: Blood Cancer Discov 巻: 1 ページ: 224-233
  • DOI: 10.1158/2643-3230.BCD-20-0011.
• [学会発表] Transcriptional regulation that determines early lymphocyte development and leukemia (2020)
  • 著者名/発表者名: Ikawa T
  • 学会等名: The 7th Cancer Epigenetics Symposium
  • 招待講演
• [学会発表] 免疫細胞の分化・腫瘍化を制御するエピジェネティクス (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊川 友活
  • 学会等名: 第105回日本栄養・食料学会関東支部大会シンポジウム
  • 招待講演