| 研究課題/領域番号 |
20KK0184
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
日野原 邦彦 名古屋大学, 医学系研究科, 特任准教授 (50549467)
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| 研究分担者 |
小嶋 泰弘 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (00881731)
加藤 真一郎 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (40751417)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 2023-03-31
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| キーワード | SWI/SNF / エピゲノム / がん細胞多様性 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、海外共同研究者より提供されたARID2欠失変異を持つタキサン系抗がん剤耐性乳がん細胞株を用いて、ARID2への分子的介入（野生型ARID2導入）前後の解析を進めた。バルク細胞集団を用いたChIP-seq解析を行い、野生型ARID2のゲノム結合領域をグローバルに明らかにするとともに、これらの結合領域がARID2変異陽性の薬剤耐性細胞では変化していることを見出した。並行して、バルクレベルでのRNA-seqデータとの統合解析も進め、ARID2の変化に応じたトランスクリプトームの変動とエピゲノム動態との関連性を見出しつつある。さらに、海外共同研究者の技術支援のもと、ARID2への分子的介入前後における1細胞単位のエピゲノムとトランスクリプトームの情報を、1細胞ATAC-seq及び1細胞RNA-seqにより取得した。現在、海外共同研究者と連携してこれらのデータ解析を進めているが、初期解析からはARID2のon/offによってエピゲノム・トランスクリプトームともに変化を起こすことを見出しているため、今後より詳細なクラスターレベルでの解析を進めていく予定である。一方、ARID2野生型メラノーマ（悪性黒色腫）細胞株の解析からは、ARID2の欠損により黒色調を呈する細胞から白色調の無色素性細胞へと劇的に変化することを見出した。この変化はメラノーマ細胞から産出されるメラニン色素の量的変化を意味するものであるが、今後この変化がメラノーマ悪性化の観点からどのような意義を持つのかについて検証を進めていく予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
当初の計画に沿って、海外共同研究機関の技術指導のもと、ARID2のレスキュー細胞株モデルを用いた１細胞およびバルクレベルのエピゲノム・トランスクリプトーム解析を実施することができた。初期解析からはARID2のon/offによるこれらの表現型の変化が見てとれたため、来年度以降、１細胞RNA-seq・ATAC-seqのさらに詳細な解析を進めることで、トランスクリプトーム・エピゲノム変化の対応関係を明らかにするための実験データ準備が整ったと言える。また、メラノーマモデルにおいてもARID2レスキューモデル構築およびその解析に関して順調に成果が得られており、今後乳がんモデルとの類似性または差異を調べる環境を整えることができた。一方で、海外渡航制限により海外共同研究機関に赴くことができなかったことから、特に１細胞関連の実験を現地でのハンズオンで進めることができなかった。しかしながら、これらの状況を打破するためのオンラインハンズオントレーニングの体制を整えることができたことは当初予定していなかった成果であり、ポストコロナ時代における新たな海外との連携体制として今後も活用していきたいと考えている。以上のように、当初の研究計画はおおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、上記にて取得した乳がんの１細胞データを元に、それぞれのクラスター（細胞集団）構造を解明し、クラスターごとのエピゲノム状態とトランスクリプトームの対応関係を明らかにする。これにより、ARID2変異による新規クラスターの生成消失や、クラスターに属する細胞の量的・質的変化により引き起こされるエピゲノム・トランスクリプトームの多様性動態を捉えることを目指す。以上より、ARID2の変化がいかにしてエピゲノムのダイナミクスを規定しているかを理解し、これらの変化が多くの乳がん患者における抗がん剤耐性化の過程で発生するメカニズムに迫りたい。また、これらの乳がん細胞における知見をメラノーマにおいても検証することで、異なるコンテクストにおけるARID2の機能的意義を紐解く。加えて、ARID2欠損による黒色調から白色調へのメラノーマ細胞の色素変化を規定する分子機構を解明するため、色素産生能に関わることが予想されるメラノーマのマスター転写因子MITFのゲノム結合領域をARID2 on/offの条件下にて比較検討する。以上のアプローチによって、ARID2を起点として誘発される各悪性形質がどのようなメカニズムを介して誘導されているのかについて異なる角度から包括的に解明する。
データ解析については、海外共同研究者によるオンラインハンズオンでの指導体系を構築しているため、リモートで包括的解析手法を学ぶことで研究を推進する。昨今のコロナ禍の事情を鑑み、海外共同研究機関への訪問が実現可能となれば現地にて実験を進めていく予定だが、海外渡航が制限されている状況が長引く場合には、海外機関との連携をオンラインにて密に行い、海外研究者の指導のもと実験と解析を予定通り推進していくことを計画している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
海外渡航制限により本年度に予定していた海外共同研究機関へ赴くことができなかったため、その分の旅費を次年度使用額とする必要が生じた。
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