| 研究課題/領域番号 |
25850219
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 |
|---|
研究代表者 |
新井 大祐 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (20624951)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | Nodal / エピジェネティクス / ヒストン修飾 / 細胞分化 / がん |
|---|
| 研究実績の概要 |
昨年度までにマウスNodal遺伝子のエピジェネティック制御領域（Epigenetic regulatory element, ERE）を見出し、EREがOct3/4制御下でNodal遺伝子の発現を誘導することや、細胞分化に伴いDNAメチル化やEzh2によるヒストンH3K27トリメチル化を受けることを明らかにしてきた。そこで本年度は、機能阻害実験によりエピジェネティック制御の役割を検証した。Nodal遺伝子の発現は胚性幹細胞（mESC）から胚様体（EB）への分化に伴い減少するが、Ezh2の阻害剤であるDZNep処理によりEBでの発現が亢進した。より分化が進んだマウス胎児線維芽細胞（MEF）について調べたところ、EREはH3K27トリメチル化を受けており、Nodal遺伝子の発現は完全に抑制されていた。興味深いことに、MEFをDZNepで処理するとEREのH3K27トリメチル化が減少し、Nodal遺伝子の発現が再活性化した。このとき、Oct3/4の発現レベルやEREのDNAメチル化状態に目立った変化は認められなかった。すなわち、分化細胞でのNodal遺伝子の長期にわたるサイレンシングには、Ezh2によるEREのH3K27トリメチル化が決定的な役割を果たしていることが明らかになった。
EREはヒトにも保存されていること、またヒトNODAL遺伝子の再活性化ががんの悪性化に関与しているとの報告に基づき、ヒトの正常細胞と3種のがん細胞においてEREのエピジェネティック状態を解析した。NODAL遺伝子は正常細胞では完全に抑制されていたが、2種のがん細胞で発現が確認された。さらに、全てのがん細胞でEREのEzh2およびH3K27トリメチル化レベルが減少していることを見出した。以上より、EREのエピジェネティック異常がNODAL遺伝子の再活性化に寄与している可能性が示唆された。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
EREに結合する転写因子およびエピジェネティック制御因子について、当初計画では最終年度にかけて実施する予定だった機能阻害実験による生物学的意義の解明を既に達成した。さらに当初は計画していなかったヒト正常細胞・ガン細胞での解析も進め、原著論文として発表することができた。よって本研究は極めて順調に進展していると言える。
|
| 今後の研究の推進方策 |
EREが胚発生だけでなくガンにも関与することがわかり、より重要性が増したと言える。そこで最終年度はEREの解析を集中的に進める。これまではmESCをEB へと分化させていたが、これはヘテロな細胞集団であるため、セルソーターを用いて特定の細胞種を回収し、EREのエピジェネティック解析を行う。またEzh2などのエピジェネティック制御因子をEREへとリクルートする機構について、ノンコーディングRNAに着目した研究を行う。さらに、mESCやヒトガン細胞においてCRISPR/Cas9法によりERE中のOct3/4結合モチーフをゲノムから除去し、Nodal遺伝子の発現、細胞分化、増殖、ERE全体のエピジェネティック状態などに与える影響を調べる。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
概ね計画通りに使用されたが、当初検討していた国際学会への参加を見送ったために、計上していた外国旅費の相当額が余剰となり、次年度繰り越しとなった。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
次年度の消耗品費に組み入れて使用する。
|
