研究課題
がんの“組織多様性”の形成には、がん周囲環境からのシグナルによって調節される可塑的なエピゲノムが深く関与していると推測されるが、その詳細な分子機構についてはほとんど解明されていない。本年度は、1、細胞外シグナルにより制御されるエピゲノム関連タンパクの変化、2、非翻訳RNAによるエピゲノム修飾タンパク複合体の特定遺伝子部位へのリクルートについて研究を行った。1、については、メチル化酵素が細胞内で形態を変え、細胞内局在および機能に影響を与えることを見出した。2、については非翻訳RNA、TUG1によるエピゲノム修飾タンパク複合体の特定遺伝子部位へのリクルート機構については、NotchシグナルによりTUG1の発現制御、およびTUG1とmiR-145と相互作用についてより詳細な解析を行なった。特にTUG1の脳腫瘍のニッチで高発現しており、がん細胞の幹細胞性の維持に関わることを見出した。さらにTUG1は有効ながん治療の標的候補となることを動物実験から明らかにした。また腫瘍発生MADMマウスモデル (Mosaic Analysis with Double Markers, MADM)の構築を終了し、解析を開始した。
2: おおむね順調に進展している
本研究では、外部シグナルによる脳がん幹細胞のエピゲノム制御機構の解明を目指して、1、細胞外シグナルにより制御されるエピゲノム関連タンパクの翻訳後修飾（化学修飾）、2、翻訳後修飾によるエピゲノム修飾酵素の生物学的活性の調節、3、非翻訳RNAによるエピゲノム修飾タンパク複合体の特定遺伝子部位へのリクルートについて研究を行っている。1、2、についてはメチル化酵素が細胞核に移動する機序について明らかにしつつある。また翻訳後修飾による細胞内での新たな機能について明らかにしつつある。3、非翻訳RNAによるエピゲノム修飾タンパク複合体の特定遺伝子部位へのリクルートについては実験がほぼ終了し投稿を終えた。さらにMADMマウスの作製を終了し解析を開始している。現在までに研究目標に対して若干ではあるが予定よりやや早く達成しつつある。
平成26年度の結果を踏まえ、本研究課題のテーマの一つである、「細胞外シグナルにより制御されるエピジェネティック機序の解明とそれを標的としたエピゲノムの人為的制御」を実施する。具体的には、1、TUG1に対する核酸創薬の開発、2、メチル化酵素の切断点の制御に関わる機序の解明を行う。すなわち1、がん幹細胞をNOD-scidマウスの脳に移植し、TUG1に対するsiRNAを用いた核酸創薬（siRNA-TUG1）のin vivoでの効果を検証しそ有用性を確立する。MADMマウスを用いた、発がん過程におけるがん細胞特異的エピゲノム修飾異常の誘導機序について解析を進める。2、メチル化酵素のリン酸化修飾に関わるキナーゼの同定を行なう。メチル化酵素の細胞内で切断に関わるキナーゼを検索するために、GFP-HMT-RFPベクターをがん幹細胞やがん細胞に導入し、蛍光顕微鏡によりTruncated typeの有無を解析可能な系（検出系）を確立しつつある。ヒトキナーゼ710種類に対するsiRNAライブラリー（既に準備済み）を上記検出系に用い、メチル化酵素のリン酸化に関わるキナーゼの同定を行う。
非翻訳RNAの解析について、効率的に研究が推進でき予想よりも試薬を節約できたため。
今年度は加速度的に研究を推進する。研究計画のうち特にメチル化酵素の翻訳後修飾に関わるタンパク質の機能解析を中心に研究費を使用する予定である。
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PLoS One
巻: 10 ページ: e0115350
10.1371/journal.pone.0115350
Oncogene
巻: 34 ページ: 1629-40
10.1038/onc.2014.101
