2014 Fiscal Year Annual Research Report

iPS細胞技術を応用した軟骨形成腫瘍における変異IDHの機能解明

Research Project

Project/Area Number	25670642
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	岡本健京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30414113)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	金永輝京都大学, 再生医科学研究所, 研究員 (90620344) 戸口田淳也京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (40273502)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords	軟骨形成腫瘍 / イソクエン酸デヒドロゲナーゼ / 遺伝子変異 / 人工多能性幹細胞 / エピゲノム解析 / トランスクリプトーム解析
Outline of Annual Research Achievements	軟骨形成腫瘍に特異的に存在しているIDH遺伝子の変異の腫瘍発生における役割を明らかにすることを目的とする。前年度はR132C変異型IDH1を発現するヒト骨髄間葉系幹細胞を樹立し、変異IDH1発現によって軟骨分化のマーカーであるSOX9とCOL2A1遺伝子の発現が上昇し、骨への分化マーカーであるALP発現は抑制されること、またリシン4メチル化ヒストンH3(H3K4me3)、リシン9メチル化ヒストンH3(H3K9me3)の発現が上昇しておりヒストンのmodificationが起こっていることを見出し、この結果からR132C発現によって間葉系幹細胞は軟骨細胞への分化をコミットされると考えられた。今年度はさらに変異IDH1発現間葉系幹細胞を用いて三次元軟骨分化誘導を行った。その結果、軟骨への最終分化は抑制されていることがわかった。R132C発現によって産生された2-HGが細胞外基質の成熟を阻害している可能性が示唆された。一方、石灰化に重要な役割を果たすALPL遺伝子の発現は抑制されており、実際に骨への最終分化誘導を行ったところ、石灰化は抑制されていた。この結果は骨肉腫にはIDHの変異はほとんど認められないとの報告と一致する。骨分化能に対する影響を更に確認するために、doxycyclin誘導型ベクターを用いてヒト骨肉腫細胞株であるANOSにR132C変異型IDH1を発現させた。doxycyclinを添加しながらANOSの骨分化を誘導したところ、R132Cの発現はALPLの発現を有意に抑制した。結論として変異型IDH1は遺伝子特異的ヒストン修飾を起こして、間葉系幹細胞の軟骨分化と骨分化を調整不全にすることで、軟骨形成腫瘍の形成に関係することが判明した。現在doxycyclin誘導型変異IDH1を組み込んだiPS細胞を用いて骨軟骨分化能、腫瘍発生における役割を解析している。