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2022 Fiscal Year Research-status Report

膜のない構造体パラスペックルの生体内での役割と生物学的意義の解明を目指して

Research Project

Project/Area Number 22K19539
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

北村 俊雄  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 名誉教授 (20282527)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 合山 進  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (80431849)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Keywordsパラスペックル / ASXL1 / 炎症 / エピジェネティクス / ストレス応答
Outline of Annual Research Achievements

申請者らは、エピジェネティクス因子ASXL1が核パラスペックル形成に重要な役割を担っていること、造血器腫瘍で認められる遺伝子変異によって生ずるC末欠失ASXL1が存在すると核パラスペックル消失による遺伝子発現変化を介して造血幹細胞機能が低下することを報告した(Yamamoto et al. Cell Rep, 2021)。本研究ではTRAF6、IRAK1やTAK1の過剰発現によって、ASXL1のC末部位が欠失することを明らかにした(論文リバイス中)。この結果は感染などのストレス下でASXL1のC末が限定分解され遺伝子変異によるC末欠失型と同様の形になり、転写プログラムを変更することによって細胞外からのストレスに応答することを示唆している。今後、野生型ASXL1、変異型ASXL1と核パラスペックルとの関係性を解析することによりパラスペックル形成の生物学的意義を明らかにする。
一方、核パラスペックルの機能を調べる目的で新しい方法論の開発も行っている。例えば特異的なRNAに結合する性質を持つCas13を用いて、パラスペックルを可視化したり、発光させたりする実験系を開発した(未発表データ)

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

293T細胞でASXL1を過剰発現した細胞の状態が悪くなるとASXL1のC末部分を失った欠失型が出現することに気がついた。さらにTRAF6、IRAK1あるいはTAK1をASXL1と同時に過剰発現するとASXL1のC末欠失型が増加することも見出した。さらにFLAG-ASXL1を発現させた32D細胞をG-CSFで分化誘導するとASXL1欠失型が出現することも判明した。また、マウスから樹立してFLAG-ASXL1を発現させた骨髄由来マクロファージをLPS/IFNγで刺激するとASXL1が完全に分解してC末欠失型も検出できなくなることも判明した。これらの分解はプロテアソーム阻害剤で若干抑制されるが、他の種々の蛋白質分解酵素阻害剤では阻害されなかった。一方、C末にもtag(HA)を付加した実験はC末部位も細胞内に残存していることが判明した。なおTLR4/5/7刺激ではC末欠失型はあまり出現しなかった。
ASXL1の切断部位を同定するため多くの欠失変異体を作成し、切断部位を大体同定した後にアラニンスキャンを行い、切断部位の同定を試みた。その結果、2箇所に切断部位の可能性があることが判明した。しかしながらその近辺に既知の蛋白質分解酵素の認識配列は認められなかった。また分解されにくいASXL1を作成し、その機能を調べたが今のところはっきりとした差は見出せない。
以上の結果を受けて現在ASXL1の分解酵素を同定するために質量分析でASXL1に結合する蛋白質分解酵素の同定を試みたが現時点まで候補分子は捕まっていない。また、ASXL1の切断部位を質量分析で同定しようとしたが、その辺りの情報が少なく同定できなかった。

Strategy for Future Research Activity

これまでの結果から、ASXL1のC末限定切断は、炎症シグナルが強い時、細胞の状態が悪い時、細胞が分化した時などに起こることが判明した。またLPS/IFNγなど強い炎症シグナル下ではASXL1は限定分解ではなく、完全に分解されることも判明した。今後はストレス応答におけるASXL1の役割を明らかにするため以下の実験を行う。
1.クロスリンカーを使用する質量分析でASXL1に結合する分子を同定し、ASXL1分解酵素の候補遺伝子を探す。2.ASXL1にビオチン化活性を有する分子を融合し、Turbo-IDで近傍に来る分子を同定する。パラスペックル関連分子にも注目する。3.分解抵抗性ASXL1の機能変化を詳細に調べる。4.ASXL1遺伝子のN末とC末にtagをノックインしたマウスを作成して、in vivoにおいて内因性のASXL1のN末部分(C末欠失型)と切れたC末側の断片の局在や機能を調べる。5.分化した32D細胞のlysateを精製ASXL1と附置することによって切断活性を認めているが、切断活性を有する分子の精製を試みる。

  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] CHIP‐associated mutant ASXL1 in blood cells promotes solid tumor progression2022

    • Author(s)
      Liu Xiaoxiao、Sato Naru、Shimosato Yuko、Wang Teh‐Wei、Denda Tamami、Chang Yu‐Hsuan、 Yabushita Tomohiro、Fujino Takeshi、Asada Shuhei、Tanaka Yosuke、Fukuyama Tomofusa、Enomoto Yutaka、Ota Yasunori、Sakamoto Takeharu、Kitamura Toshio、Goyama Susumu
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 113 Pages: 1182~1194

    • DOI

      10.1111/cas.15294

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via extracellular vesicles to suppress normal hematopoiesis2022

    • Author(s)
      Hayashi Yasutaka、Kawabata Kimihito C、Tanaka Yosuke、et al. Kunisaki Yuya、Fukuyama Tomofusa、 Yokoyama Kazuaki、Uchida Tomoyuki、Hagihara Masao、Ohno Nobuhiro、Usuki Kensuke、Tojo Arinobu、 Katayama Yoshio、Goyama Susumu、Arai Fumio、Tamura Tomohiko、Nagasawa Takashi、Ochiya Takahiro、Inoue Daichi、Kitamura Toshio
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 39 Pages: 110805~110805

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110805

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multi-omics analysis defines highly refractory RAS burdened immature subgroup of infant acute lymphoblastic leukemia2022

    • Author(s)
      Isobe Tomoya、Takagi Masatoshi、Sato-Otsubo Aiko、Nishimura Akira、Nagae Genta、Yamagishi Chika、Tamura Moe、Tanaka Yosuke、Asada Shuhei、Takeda Reina、Tsuchiya Akiho、Wang Xiaonan、et al. Miyano Satoru、Kitamura Toshio、Goyama Susumu、Yokoyama Akihiko、Aburatani Hiroyuki、Ogawa Seishi、Takita Junko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 4501

    • DOI

      10.1038/s41467-022-32266-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mechanisms involved in hematopoietic stem cell aging2022

    • Author(s)
      Fujino Takeshi、Asada Shuhei、Goyama Susumu、Kitamura Toshio
    • Journal Title

      Cellular and Molecular Life Sciences

      Volume: 79 Pages: 473

    • DOI

      10.1007/s00018-022-04356-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] UBC9 inhibits myeloid differentiation in collaboration with AML1-MTG82022

    • Author(s)
      Fukuyama Tomofusa、Kitamura Toshio、Kozu Tomoko
    • Journal Title

      International Journal of Hematology

      Volume: 115 Pages: 686~693

    • DOI

      10.1007/s12185-022-03303-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] RUNX1 Inhibition Using Lipid Nanoparticle-Mediated Silencing RNA Delivery as an Effective Treatment for Acute Leukemias2022

    • Author(s)
      Iida Kohei、Tsuchiya Akiho、Tamura Moe、Yamamoto Keita、Kawata Shigehisa、Ishihara-Sugano Mitsuko、Kato Motohiro、Kitamura Toshio、Goyama Susumu
    • Journal Title

      Experimental Hematology

      Volume: 112-113 Pages: 1~8

    • DOI

      10.1016/j.exphem.2022.05.001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] IMPDH inhibition activates TLR‐VCAM1 pathway and suppresses the development of MLL‐fusion leukemia2022

    • Author(s)
      Liu Xiaoxiao、Sato Naru、Yabushita Tomohiro、Li Jingmei、Jia Yuhan、Tamura Moe、Asada Shuhei、 Fujino Takeshi、Fukushima Tsuyoshi、Yonezawa Taishi、Tanaka Yosuke、et al. O'Brien Eric、 Mizukawa Benjamin、Mulloy James C、Sugiura Yuki、Takizawa Hitoshi、Shibata Takuma、Miyake Kensuke、Kitamura Toshio、Goyama Susumu
    • Journal Title

      EMBO Molecular Medicine

      Volume: 15 Pages: e15631

    • DOI

      10.15252/emmm.202115631

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Eliminating chronic myeloid leukemia stem cells by IRAK1/4 inhibitors2022

    • Author(s)
      Tanaka Yosuke、Takeda Reina、Fukushima Tsuyoshi、Mikami Keiko、et al. Morishita Soji、Imai Misa、Nagata Masayoshi、Araki Marito、Takizawa Hitoshi、Fukuyama Tomofusa、Lamagna Chrystelle、 Masuda Esteban S.、Ito Ryoji、Goyama Susumu、Komatsu Norio、Takaku Tomoiku、Kitamura Toshio
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 271

    • DOI

      10.1038/s41467-021-27928-8

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 骨髄異形成症候群(MDS)細胞は miRNA を骨髄ニッチに送り込むことによって正常造血を抑制する:MDS における正常造血抑制機序の一例2023

    • Author(s)
      北村 俊雄
    • Organizer
      第7回日本骨免疫学会冬季学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Clonal hematopoiesis, inflammation and cardiovascular diseases2023

    • Author(s)
      Toshio Kitamura
    • Organizer
      2023 Normal/Malignant Hematopoiesis and Novel Therapies for Hematologic Malignancies Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MECOM 症候群で認められる変異は、MECOM の転写活性化能及び造腫瘍性を喪失さ せる2023

    • Author(s)
      飯田孝平、山本圭太 、浅田修平 、北村俊雄 、合山進
    • Organizer
      第27回造血器腫瘍研究会
  • [Presentation] Identification of tumor regulators in myeloid neoplasms using in vivo CRISPR-Cas9 screening2023

    • Author(s)
      Yu-Hsuan Chang, Takeshi Fujino, Toshio Kitamura, Susumu Goyama
    • Organizer
      第27回造血器腫瘍研究会
  • [Presentation] CRISPR-dCas9 activation全ゲノムスクリーニング法による骨髄系腫瘍に対するDecitabineの作用機序の解明2023

    • Author(s)
      藪下 知宏、知念 拓実、西山 敦哉、南谷 泰仁、中西 真、北川 大樹、北村 俊雄、合山 進
    • Organizer
      第40 回染色体ワークショップ、第21回核ダイナミクス研究会
  • [Presentation] A novel G0 marker identifies leukemic stem cells of CML which could be targeted by PD1/PDL1 antibodies or an IRAK2022

    • Author(s)
      Toshio Kitamura
    • Organizer
      24th Annual John Goldman Conference on Chronic Myeloid Leukemia: Biology and Therapy
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] クローン性造血と造血器腫瘍2022

    • Author(s)
      北村 俊雄
    • Organizer
      第22回日本抗加齢医学会総会
    • Invited
  • [Presentation] クローン性造血と動脈硬化の関係性2022

    • Author(s)
      北村 俊雄
    • Organizer
      第70回日本心臓病学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] ASXL1によるパラスペックル制御と白血病2022

    • Author(s)
      山本圭太、合山進、北村俊雄
    • Organizer
      第81回日本癌学会学術総会
  • [Presentation] In vivo CRISPR/Cas9ライブラリスクリーニングにより明らかとなった 急性骨髄性白血病におけるAtp2a2の腫瘍抑制因子としての役割2022

    • Author(s)
      志村瑠香、北村俊雄、合山進
    • Organizer
      第81回日本癌学会学術総会
  • [Presentation] Decitabine induces excessive DNA-DNMT1 crosslinks and perturbs faithful mitosis of myeloid tumors2022

    • Author(s)
      Tomohiro Yabushita, Shuhei Asada, Keita Yamamoto, Naru Sato, Yutaka Enomoto, Yosuke Tanaka, Tomofusa Fukuyama, Atsuya Nishiyama, Makoto Nakanishi, Toshio Kitamura, Susumu Goyama
    • Organizer
      The 84rd Annual Meeting of JSH
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MECOM症候群で認められる変異は、MECOMの転写活性化能及び造腫瘍性を喪失させる2022

    • Author(s)
      飯田孝平、山本圭太、浅田修平、北村俊雄、合山進
    • Organizer
      第84回日本血液学会
  • [Presentation] Mitotic Perturbation Is a Key Mechanism of Action of Decitabine in Myeloid Tumor Treatment2022

    • Author(s)
      Tomohiro Yabushita, Takumi Chinen, Atsuya Nishiyama, Shuhei Asada, Keita Yamamoto, Naru Sato, Yutaka Enomoto, osuke Tanaka, Keiko Katoh, Kaori Saitoh, Takamasa Ishikawa, Hitoshi Sato, Tomoyoshi Soga, Yasuhito Nannya, Makoto Nakanishi, Daiju Kitagawa, Toshio Kitamura, Susumu Goyama
    • Organizer
      64th American Society of Hematology (ASH) Annual Meeting and Exposition New Orleans
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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