公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
SirtuinはNAD依存性脱アセチル化酵素で、代謝や細胞修復、分化などの基本的な生命現象に関わっている。一方、がんにおけるsirtuinの役割はよくわかっていないが、固形がんでsirtuinの過剰発現が報告されており、がん細胞の未分化状態の維持に関与している可能性がある。急性白血病は未分化な腫瘍細胞が骨髄中で異常増殖した疾患であるが、未分化な細胞を成熟細胞へ分化させ、細胞死を誘導する“分化誘導療法”は急性白血病の治療法の一つである。我々は、これまでにNAD依存的ヒストン脱アセチル化酵素SIRT2の活性の阻害が、急性前骨髄球性白血病 (acute promyelocytic leukemia; APL）細胞株の好中球様細胞への分化を誘導することを示している。本研究課題では、APL細胞の分化誘導の分子メカニズムを解明する目的で、分化誘導時における、SIRT2の基質であるFOXO1やeIF5Aのアセチル化状態について解析を行ない、その意義について検討している。本年度は、主に、eIF5Aのアセチル化状態について解析を行なったが、予想に反して、APL細胞の分化に伴うeIF5Aのアセチル化状態の亢進は見られなかった。つまり、APL細胞の分化誘導は、eIF5Aのアセチル化を介していないことが明らかになった。現在、同様の解析をFOXO1について、行なっている。さらに、本研究課題を遂行中に、偶然、脱アセチル化酵素SIRT2と拮抗すると考えられる、アセチル基転移酵素PCAFの発現レベルが、APL細胞の分化誘導に伴い、著しく上昇していることを発見した。このことは、APL細胞の分化誘導が、SIRT2の酵素活性阻害による基質蛋白質のアセチル化状態の亢進と協調した、アセチル基転移酵素の発現上昇、ひいては、基質蛋白質のアセチル化の一層の亢進により引き起されることが強く示唆された。
2: おおむね順調に進展している
当初の予定では、SIRT2の基質蛋白質であるFOXO1から解析予定であったが、アセチル化抗体の入手をいち早く行なうことのできたeIF5Aから解析を行なった。その結果、予想に反して、ATRAやSIRT2活性の阻害による、eIF5Aのアセチル化の亢進は観察されなかった。このことから、APL細胞の分化誘導における、eIF5Aのアセチル化の関与については、否定的な結果が得られた。一方、この解析中に、偶然、脱アセチル化酵素SIRT2と拮抗すると考えられる、アセチル基転移酵素PCAFの発現レベルが、APL細胞の分化誘導に伴い、著しく上昇していることを発見した。このことは、APL細胞の分化誘導が、SIRT2の酵素活性阻害による基質蛋白質のアセチル化状態の亢進と協調した、アセチル基転移酵素の発現上昇、ひいては、基質蛋白質のアセチル化の一層の亢進により引き起されることを示唆しており、研究目的である、白血病細胞の分化における蛋白質アセチル化制御機構の役割の解明に向け、一定の前進があった。
今後は、解析が後回しとなった、FOXO1について、APL細胞の分化に伴うアセチル化の亢進の観察、アセチル化による局在変化と、APL細胞の好中球への分化におけるFOXO1のアセチル化亢進の意義について、詳細な解析を行なっていく。さらには、本年度の研究であきらかになった、アセチル基転移酵素PCAFの発現亢進の、APL細胞の分化における役割について、shRNAを用いてPCAFの発現を抑制し検討する。また、PCAFの発現亢進によりアセチル化状態の亢進する基質蛋白質の探索、ならびに、それらの基質蛋白質のアセチル化の亢進と、脱アセチル化酵素SIRT2の機能の減少との関連について、検討することで、白血病細胞の分化誘導時における蛋白質アセチル化制御機構の役割を明らかにすることを目標として、研究を推進することとする。
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