ＲＮＡｉスクリーニングを用いたＥｖｉ１制御機構の解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J04316
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 半谷 匠 東京大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Keywords: 急性白血病 / Evi1 / RNAiスクリーニング

Outline of Annual Research Achievements

Evi1-GFPレポーターマウスを用いてshRNAライブラリーによるスクリーニングを行った結果、GFPの発現強度を上昇させるようなshRNAが複数同定された。そのうち、検出された頻度が最も高かったものはQuaking遺伝子に対するshRNAであった。実際、Quakingに対するshRNAのみをEvi1-GFPレポーターマウスより単離した造血幹細胞に導入すると、GFPの発現強度の高い細胞数の増加が認められ、本スクリーニングの妥当性が確認できた。
Quaking遺伝子は近年、悪性膠芽腫などの固形腫瘍において腫瘍抑制遺伝子としての役割が解明されており、oncogeneであるEvi1の発現や機能を負に調節する可能性が高いと考えられた。そこでQuaking遺伝子のクローニングを行い、Evi1遺伝子を高発現しているヒト白血病細胞株であるHEL細胞に過剰発現を行ったところ、Evi1 mRNAの低下が見られた。興味深いことにQuaking遺伝子を過剰発現するとHEL細胞の増殖に遅延が認められた。同様の現象はEvi1を高発現するマウス白血病細胞株に対してQuaking遺伝子を過剰発現した場合でも認められた。これらのことから、Quaking遺伝子はEvi1の発現を負に制御し、Evi1を高発現する白血病細胞に対し、腫瘍抑制遺伝子様の機能をもつことが示唆された。
次にQuaking遺伝子がEvi1の発現を抑制するメカニズムについて検討を行った。Quakingの遺伝子産物はRNA binding proteinのひとつとして知られ、造血系において重要な転写因子であり、Evi1の転写を正に制御するRUNX1と結合することが報告されている。Quaking遺伝子をHEL細胞に過剰発現すると、RUNX1 mRNAの発現低下が認められた。QuakingはRUNX1 mRNAに結合し、RUNX1の発現を負に調節することが示唆された。Evi1 mRNAにはQuaking分子の結合モチーフは存在しないと考えられており、Quaking遺伝子によるEvi1遺伝子の発現抑制はRUNX1の発現低下を介した間接的な制御によって起こっていることが考えられる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通り、Evi1-GFPレポーターマウスを用いてshRNAライブラリーによるスクリーニングを行い、Evi1の発現を負に制御するような候補遺伝子が得られている。これらのうちQuaking遺伝子はこれまでに正常造血や造血器腫瘍の病態において殆ど報告のない遺伝子であり、正常造血のメカニズムの解明や造血器腫瘍の新たな治療標的の発見につながる可能性がある。実際、Quaking遺伝子をヒト白血病細胞株に強制発現させるとEvi1 mRNAの低下とともに、増殖の遅延が認められている。これらの結果は腫瘍抑制遺伝子としてのQuaking遺伝子の機能を示唆するものであると考えられる。また、計画通りQuaking遺伝子によるEvi1の制御メカニズムについても検討を行っており、Evi1の転写を正に制御するRunx1 mRNA低下を見出している。Quaking遺伝子の正常造血、白血病発症のin vivoにおける役割についても現在解析中であり、本研究計画に関して、おおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

Quaking遺伝子を含めた候補遺伝子の解析を進めていく。Quaking遺伝子については正常造血、白血病発症における役割といった、マウス生体内での検討を中心に行っていく計画である。また、近年NFkB経路に関連する分子など、炎症に関わる分子、パスウェイが造血器腫瘍の発症、維持に重要な役割を果たしていることが複数報告されており、同様の分子の中で、これまでに知られていなかった治療標的が発見される可能性が高いと考えられる。当研究室では種々のToll-like receptor遺伝子を始め、炎症病態に関する遺伝子のノックアウトマウスを複数有しており、これらの遺伝子が白血病発症に及ぼす影響について解析を行うことが可能である。次年度以降は、これらのノックアウトマウスを用いて、種々のマウス白血病モデルの解析を行う予定である。白血病発症に影響を与える分子が同定された場合は、その分子メカニズムの解析も行う。本検討により、白血病における新規治療標的の発見につながることが期待される。

Research Products

• [Journal Article] Recognition of tumor cells by Dectin-1 orchestrates innate immune cells for anti-tumor responses. (2014)
  • Author(s): Chiba S, Ikushima H, Ueki H, Yanai H, Kimura Y, Hangai S, Nishio J, Negishi H, Tamura T, Saijo S, Iwakura Y, Taniguchi T.
  • Journal Title: Elife Volume: 3 Pages: 1-20
  • DOI: 10.7554/eLife.04177.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant