血管内皮細胞分化におけるエピジェネティクス解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24710227
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 神吉 康晴 東京大学, アイソトープ総合センター, 助教 (00534869)
• キーワード: 血管内皮細胞 / 細胞分化 / ヒストン修飾 / 非翻訳RNA / 転写因子 / GATA2

研究概要

マウスES細胞を分化誘導させ、VEGF（血管内皮増殖因子）受容体2（Flk、別名Kdr）陽性の中胚葉群をソート後、VEGFを48時間作用させることで血管内皮細胞を高い効率で誘導できる。平成24年度は、この実験系において、経時的なマイクロアレイ解析及び、ヒストン修飾抗体を用いたChIP-sequence解析を行い、Gata2, Fli1, Sox7, Sox18の4遺伝子を血管内皮細胞分化に重要な転写因子として抽出した。
最終年度はまず、これら4遺伝子をそれぞれ個別にノックダウンした場合、及び同時に4遺伝子をノックダウンした場合に分けて、マイクロアレイ解析を行った。その結果、Gata2の下流にある遺伝子は細胞表面の形質維持に必要な遺伝子が多く含まれており、実際に形態が変化する様子が観察された。Fli1, Sox7, Sox18もそれぞれ標的とする遺伝子は異なっており、ノックダウンした際の形態変化も異なるという結果であった。更に4遺伝子全てをノックダウンすると、内皮細胞特異的遺伝子のほとんどが発現抑制され、内皮細胞は本来の形態を失い、小さく丸い形態となった。
上記結果より、細胞分化は一つの転写因子で決定づけられるわけではなく、認識配列の異なる転写因子の組み合わせで形作られていくことを見出し、血管内皮細胞における新たな転写因子ネットワークを提唱する結果を得た。
最終年度は更に、内皮分化時の非翻訳RNAに着目し、RNA-sequence解析を行った。その結果、VEGF刺激後6時間、12時間といった早期に上記Gata2やSox7と同じように、特異的に誘導されてくるlong noncoding RNAを同定した。これまで細胞分化では転写因子が注目されているが、本結果は、非翻訳RNAによる細胞運命決定の新たなメカニズムを解き明かす可能性を示している。

研究成果

• [雑誌論文] Direct evidence for pitavastatin induced chromatin structure change in the KLF4 gene in endothelial cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Maejima T, Inoue T, Kanki Y,,,,, Kodama T, Wada Y
  • 雑誌名: Plos One 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross-enhancement of ANGPTL4 transcription by HIF1 alpha and PPAR beta/delta is the result of the conformational proximity of two response elements. (2014)
  • 著者名/発表者名: Inoue T, Kohro T, Tanaka T, Kanki Y, Li G, Poh HM, Mimura I, Kobayashi M, Taguchi A, Maejima T, Suehiro JI, Sugiyama A, Kaneki K, Aruga H, Dong S, Stevens JF, Yamamoto S, Tsutsumi S, Fujita T, Ruan X, Aburatani H, Nangaku M, Ruan Y, Kodama T, Wada Y.
  • 雑誌名: Genome Biology 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revolution of nephrology research by deep sequencing: ChIP-seq and RNA-seq. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mimura I, Kanki Y, Kodama T, Nangaku M.
  • 雑誌名: Kidney International 巻: 85(1) ページ: 31-8
  • DOI: 10.1038/ki.2013.321.
  • 査読あり
• [雑誌論文] GATA factor switching from GATA2 to GATA1 contributes to erythroid differentiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Kobayashi-Osaki M, Tsutsumi S, Pan X, Ohmori S, Takai J, Moriguchi T, Ohneda O, Ohneda K, Shimizu R, Kanki Y, Kodama T, Aburatani H, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 18(11) ページ: 921-33
  • DOI: 10.1111/gtc.12086.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of histone demethylase JMJD1A improves anti-angiogenic therapy and reduces tumor-associated macrophages. (2013)
  • 著者名/発表者名: Osawa T, Tsuchida R, Muramatsu M, Shimamura T, Wang F, Suehiro J, Kanki Y, Wada Y, Yuasa Y, Aburatani H, Miyano S, Minami T, Kodama T, Shibuya M.
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 73(10) ページ: 3019-28
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-12-3231.
  • 査読あり
• [学会発表] エピゲノム制御からの 新規血管新生因子の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 神吉康晴
  • 学会等名: 第2回生活習慣病の分子細胞病態学研究会
  • 発表場所: ホテル椿山荘東京、東京都、日本
  • 年月日: 20140315-20140315
• [学会発表] 染色体立体構造網羅解析からの細胞特異性解読へのアプローチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 神吉康晴
  • 学会等名: 京都大学再生医科学研究所平成25年度共同研究報告会
  • 発表場所: 京都大学再生医科学研究所、京都市、日本
  • 年月日: 20140312-20140312
  • 招待講演
• [学会発表] A novel epigenetic mechanism revealed tumor associated angiogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuharu Kanki, Jun-ichi Suehiro, Tsuyoshi Osawa, Imari Mimura, Youichiro Wada, Hiroyuki Aburatani, Tatsuhiko Kodama, Takashi Minami
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜市、日本
  • 年月日: 20131003-20131005
• [学会発表] Transcription factor GATA2 is indispensable for the differentiation and maintenance of vascular endothelial cells (2013)
  • 著者名/発表者名: 神吉康晴、興梠貴英、堤修一、三村維真理、松永太一、山水康平、片山志織、油谷浩幸、児玉龍彦、和田洋一郎、山下潤、南敬
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜市、日本
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] Transcription factor GATA2 is indispensable for the differentiation and maintenance of vascular endothelial cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuharu Kanki, Taichi Matsunaga, Hiroyuki Aburatani, Youichiro Wada, Tatsuhiko Kodama, Jun Yamashita, Takashi Minami
  • 学会等名: The 11th Japan-Korea Joint Symposium on Vascular Biology
  • 発表場所: Hyatt Regency jeju Hotel, Jeju Island, Korea
  • 年月日: 20130821-20130824
• [図書] 血管医学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神吉康晴
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: メディカルレビュー社