ヒト純化細胞を用いた肝多段階発がん過程におけるエピゲノムプロファイル解析

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25460487
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 新井 恵吏 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (40446547)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: エピゲノム / DNAメチル化 / ヒストン修飾 / 肝細胞がん

研究実績の概要

HBV陽性・HCV陽性肝細胞がん症例の背景非がん肝組織からそれぞれ肝細胞を純化し、全ゲノムバイサルファイトシークエンスならびにH3K4me1・H3K4me3・H3K27Ac・H3K36me1・H3K27me・H3K9me1の6種類のヒストン修飾に対するChIP-seqを行った。
純化正常肝細胞の標準DNAメチル化プロファイルと比較すると、ウイルス感染を伴う肝細胞では正常肝細胞における個体差を遥かに凌駕するDNAメチル化変化があった。ウイルス種によるDNAメチル化変化の差異を比較すると、HBV感染肝細胞に比してHCV感染肝細胞ではより多くのDNAメチル化変化が蓄積していた。HBV感染肝細胞ではDNAメチル化亢進が、HCV感染肝細胞ではDNAメチル化減弱が目立っていたが、HBV感染肝細胞においてもCpGアイランドではDNAメチル化亢進が優位であった。個体差が少なく、DNAメチル化の変化から何らかの機序で保護されているとみられる転写開始点から200bp以内や第1エクソンにおいても、HCV感染肝細胞ではDNAメチル化の変化がみられ、保護機序の破綻が推察された。
組織検体を用いたInfiniumビーズアレイ解析において、HBV陽性肝に比してHCV陽性肝ではDNAメチル化異常の頻度が高く、DNAメチル化亢進の頻度が高い結果が得られており、純化肝細胞の解析結果はこれと一致していることが確かめられた。
組織検体のInfiniumビーズアレイ解析データより、HCV陽性肝細胞がんにおいて前がん状態より生じがんに受け継がれるDNAメチル化異常を示すCpG部位を特定し、その部分のヒストン修飾状態を純化肝細胞によるChIP-seqで評価した。同部位においてはH3K4me1とK27Acがより集積しており、肝発がんに寄与するDNAメチル化異常に先行するのはK4me1+K27Acのactiveマークの可能性があると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Epigenetic clustering of gastric carcinomas based on DNA methylation profiles at the precancerous stage: its correlation with tumor aggressiveness and patient outcome. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamanoi K, Arai E, Tian Y, Takahashi Y, Miyata S, Sasaki H, Chiwaki F, Ichikawa H, Sakamoto H, Kushima R, Katai H, Yoshida T, Sakamoto M, Kanai Y.
  • 雑誌名: Carcinogenesis 巻: 36 ページ: 509-520
  • DOI: 10.1093/carcin/bgv013.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alterations of the spindle checkpoint pathway in clinicopathologically aggressive CpG island methylator phenotype clear cell renal cell carcinomas. (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai E, Gotoh M, Tian Y, Sakamoto H, Ono M, Matsuda A, Takahashi Y, Miyata S, Totsuka H, Chiku S, Komiyama M, Fujimoto H, Matsumoto K, Yamada T, Yoshida T, Kanai Y.
  • 雑誌名: Int J Cancer 巻: 137 ページ: 2589-2606
  • DOI: 10.1002/ijc.29630.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Epigenome landscape of human normal purified hepatocytes and genome-epigenome interaction: analysis by the International Human Epigenome Consortium (IHEC) (2016)
  • 著者名/発表者名: Arai E, Miura F, Totoki Y, Yamashita S, Tian Y, Gotoh M, Ojima H, Nakamura H, Hama N, Kato M, Kimura H, Suzuki Y, Ito T, Shibata T, Kanai Y
  • 学会等名: Tenth AACR-JCA Joint Conference on Breakthroughs in Cancer Research: From Biology to Therapeutics
  • 発表場所: マウイ(米国)
  • 年月日: 2016-02-16 – 2016-02-20
  • 国際学会
• [学会発表] Reference epigenome mapping of hepatocytes: participation in International Human Epigenome Consortium (IHEC) (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai E, Miura F, Totoki Y, Yamashita S, Tian Y, Gotoh M, Ojima H, Nakamura H, Hama N, Suzuki Y, Ito T, Shibata T, Kanai Y
  • 学会等名: 第74回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2015-10-08 – 2015-10-10
  • 国際学会
• [学会発表] Epigenome alterations in precancerous conditions associated with hepatitis virus infection (2015)
  • 著者名/発表者名: 新井恵吏、田迎、後藤政広、高橋順子、尾島英知、小菅智男、金井弥栄
  • 学会等名: 第104回日本病理学会総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2015-04-30 – 2015-05-02
• [学会発表] Genome-wide DNA methylation analysis in precancerous conditions associated with hepatitis B virus and hepatitis C virus infection (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai E, Tian Y, Gotoh M, Takahashi Y, Ojima H, Kosuge T, Kanai Y
  • 学会等名: American Association of Cancer Research Annual Meeting 2016
  • 発表場所: フィラデルフィア(米国)
  • 年月日: 2015-04-18 – 2015-04-22
  • 国際学会