内皮活性化エピゲノムスイッチの作動原理解明と創薬アプローチ

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26640069
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 南 敬 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任教授 (00345141)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 血管内皮細胞 / VEGF / エピゲノミクス / NFAT / CXCR7 / RND1 / ダウン症因子 / 転写制御

研究実績の概要

VEGF 刺激前後におけるヒストンプロファイリングと NFATc1 ChIP-seq の統合：VEGF 刺激10分をピークに転写因子 NFATc1 が核内移行するが、そのNFATc1 の転写制御や内皮クロマチン全体への影響を解析するため、NFATc1 の抗体を用いた ChIP-seq や NFATc1 過剰発現、NFATc1 ノックダウン時における全ゲノム包括アレイを行い、システム統合解析を行った。その結果、これまで我々が報告してきた NFATc1 の標的遺伝子 DSCR-1,EGR3 以外に強い相関が得られるものに CXCR7 や RND1 遺伝子が存在することを見出し、内皮活性化におけるこれらの遺伝子の寄与を生化学的に解析を進めた。CXCR7 はこれまで腫瘍血管において発現することや SDF-1 のリガンドとして機能することが報告されていたが、CXCR7 自体は正常血管が VEGF で活性化されたときにも CXCR4 よりも早く発現誘導され、内皮膜上でのタンパク誘導を介し、がん微小環境における CAF や周皮細胞が多く発現するSDF-1 により血管新生活性が増大することを明らかにした。一方、RND1 は RhoA の feedback modulator として機能し、RhoA 活性のみが強く働いたときの細胞遊走と増殖のバランス異常による非機能的血管新生をより正常な状態に戻す働きを示すこと、VEGF が強く働いたときの細胞透過性を緩和に調節できる機能を有することを明らかにした。これらをまとめて論文として報告した (Suehiro, et.al. J.Biol.Chem. 2014)

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

NFATc1 の抗体作製から包括的 ChIP-seq を行い、また NFATc1 の下流標的をマイクロアレイで包括的に調べ統合解析を行うことが出来た。また内皮細胞活性化でのシステム解析は細胞数の問題から遅れているが、世界的にも一番早く、正常血管内皮細胞での VEGF システム解析の結果の一部を示すことが出来た。

今後の研究の推進方策

VEGF 刺激が入ったときに MLL アダプター (PTIP) と NFAT が結合し、共に核内移行をすることを他の科研費計画から見出すことが出来た。またこのときのエピゲノム変動はこれまでの構成的遺伝子発現を異なる bivarency やヒストン修飾を受けていることも判明していることから、これらの分子機構解明に取り組む。創薬の観点からも内皮エピゲノム変動がVEGF 刺激後どのように動的に変動するか調べ、血管新生を調節するエピゲノム薬へ繋がるよう解析する。
なお、この秋に熊本大学で新しく研究室を移転するので、その異動に伴う研究への支障をなるべく抑えて計画的に機器移動や助教選出などを行う計画である。

研究成果

• [雑誌論文] GATA2 facilitates steroid receptor coactivator recruitment to the androgen receptor complex (2014)
  • 著者名/発表者名: He, B, Lanz, RB., Fiskus, W, Geng, C, Yi, P, Hartig, SM, Rajapaks
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 111 ページ: 18261-6
  • DOI: 10.1073/pnas.1421415111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genome-wide approaches reveal functional vascular endothelial growth factor (VEGF)-inducible nuclear factor of activated T cells (NFAT) c1 binding to angiogenesis-related genes in endothelium. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suehiro, J.I., Kanki, Y., Makihara, C., Schadler, K., Miura, M., Manabe, Y., Aburatani, H., Kodama, T., and Minami, T*
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 289 ページ: 29044-59
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.555235
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Myocardium-derived angiopoietin-1 is essential for coronary vein formation in the developing heart (2014)
  • 著者名/発表者名: Arita, Y, Nakaoka, Y, Matsunaga, T, Kidoya, H, Yamamizu, K, Arim
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 5 ページ: 4552
  • DOI: 10.1038/ncomms5552
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Protective effect of the long pentraxin PTX3 against histone-mediated endothelial cell cytotoxicity in sepsis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Daigo, K, Nakakido, M, Ohashi, R, Fukuda, R, Matsubara, K, Minami, T, Yamaguchi, N, Inoue, K, Jiang, SY, Naito, M, Tsumoto, K, and Hamakubo, T
  • 雑誌名: Sci signal 巻: 7 ページ: 343 ra88
  • DOI: 10.1126/scisignal.2005522
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PPARβ/δ activation of CD300a controls intestinal immunity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, T, Jiang, S., Tsutsumi, S., Inagaki, T., Magoori. K., Higurashi, T., Takahashi, H., Anai, M., Minami, T., Wada, Y., Yokote ,K., Doi, T., Hamakubo, T., Auwerx, J., Gonzalez, F.J., Nakajima, A., Aburatani, H., Naito, M., Shibuya, A., Kodama, T., and Sakai, J.
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 4 ページ: 5412
  • DOI: 10.1038/srep05412
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of endothelial cell-derived angptl2 in vascular inflammation leading to endothelial dysfunction and atherosclerosis progression. (2014)
  • 著者名/発表者名: Horio E, Kadomatsu T, Miyata K, Arai Y, Hosokawa K, Doi Y, Ninomiya T, Horiguchi H, Endo M, Tabata M, Tazume H, Tian Z, Takahashi O, Terada K, Takeya M, Hao H, Hirose N, Minami T, Suda T, Kiyohara Y, Ogawa H, Kaikita K, and Oike Y*
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol. 巻: 34 ページ: 790-800
  • DOI: 10.1161/ATVBAHA.113.303116
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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, Kohro T, Kimura H, Tsutsumi S, Yamamoto K, Kawamura T, Mimura I, Suehiro J, Shibata H, Yoshinaka Y, Doi T, Asanuma A, Tanabe S, Tanaka T, Minami T, Hamakubo T, Sakai J, Nozaki N, Aburatani H, Nangaku M, Ruan X, Tanabe H, Ruan Y, Ihara S, Endo A, Kodama T, Wada Y.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 9 ページ: e96005
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0096005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Calcineurin-NFAT activation and DSCR-1 auto-inhibitory loop: how is homoeostasis regulated? (2014)
  • 著者名/発表者名: Minami T
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 155 ページ: 217-26
  • DOI: 10.1093/jb/mvu006
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genome- and epigenome-wide analysis of endothelial cell activation and inflammation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Minami T
  • 雑誌名: Inflammation and Regeneration 巻: 34 ページ: 94-102
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Genome-wide analyses of the endothelial cell activation (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Minami
  • 学会等名: International Vascular Biology Meeting (IVBM)
  • 発表場所: Miyako Messe Kyoto (京都府）
  • 年月日: 2014-04-14 – 2014-04-17
  • 招待講演
• [図書] がん微小環境と標的治療 (2014)
  • 著者名/発表者名: 南 敬
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 網羅解析からの血管研究アプローチ（血管医学） (2014)
  • 著者名/発表者名: 南 敬 (企画）
  • 総ページ数: 80
  • 出版者: メディカルレビュー
• [備考] 血管生物学分野
  • URL: http://vb.rcast.u-tokyo.ac.jp