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 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26640069
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 南 敬 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任教授 (00345141)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 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

Outline of Annual Research Achievements

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)

Current Status of Research Progress

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

Reason

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。

Strategy for Future Research Activity

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。

Research Products

• [Journal Article] GATA2 facilitates steroid receptor coactivator recruitment to the androgen receptor complex (2014)
  • Author(s): He, B, Lanz, RB., Fiskus, W, Geng, C, Yi, P, Hartig, SM, Rajapaks
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume: 111 Pages: 18261-6
  • DOI: 10.1073/pnas.1421415111
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 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)
  • Author(s): Suehiro, J.I., Kanki, Y., Makihara, C., Schadler, K., Miura, M., Manabe, Y., Aburatani, H., Kodama, T., and Minami, T*
  • Journal Title: J.Biol.Chem. Volume: 289 Pages: 29044-59
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.555235
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Myocardium-derived angiopoietin-1 is essential for coronary vein formation in the developing heart (2014)
  • Author(s): Arita, Y, Nakaoka, Y, Matsunaga, T, Kidoya, H, Yamamizu, K, Arim
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 5 Pages: 4552
  • DOI: 10.1038/ncomms5552
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Protective effect of the long pentraxin PTX3 against histone-mediated endothelial cell cytotoxicity in sepsis. (2014)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: Sci signal Volume: 7 Pages: 343 ra88
  • DOI: 10.1126/scisignal.2005522
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] PPARβ/δ activation of CD300a controls intestinal immunity. (2014)
  • Author(s): 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.
  • Journal Title: Sci. Rep Volume: 4 Pages: 5412
  • DOI: 10.1038/srep05412
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of endothelial cell-derived angptl2 in vascular inflammation leading to endothelial dysfunction and atherosclerosis progression. (2014)
  • Author(s): 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*
  • Journal Title: Arterioscler Thromb Vasc Biol. Volume: 34 Pages: 790-800
  • DOI: 10.1161/ATVBAHA.113.303116
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Direct evidence for pitavastatin induced chromatin structure change in the KLF4 gene in endothelial cells (2014)
  • Author(s): 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.
  • Journal Title: Plos One Volume: 9 Pages: e96005
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0096005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Calcineurin-NFAT activation and DSCR-1 auto-inhibitory loop: how is homoeostasis regulated? (2014)
  • Author(s): Minami T
  • Journal Title: J. Biochem. Volume: 155 Pages: 217-26
  • DOI: 10.1093/jb/mvu006
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Genome- and epigenome-wide analysis of endothelial cell activation and inflammation. (2014)
  • Author(s): Minami T
  • Journal Title: Inflammation and Regeneration Volume: 34 Pages: 94-102
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Genome-wide analyses of the endothelial cell activation (2014)
  • Author(s): Takashi Minami
  • Organizer: International Vascular Biology Meeting (IVBM)
  • Place of Presentation: Miyako Messe Kyoto (京都府）
  • Year and Date: 2014-04-14 – 2014-04-17
  • Invited
• [Book] がん微小環境と標的治療 (2014)
  • Author(s): 南 敬
  • Total Pages: 9
  • Publisher: 羊土社
• [Book] 網羅解析からの血管研究アプローチ（血管医学） (2014)
  • Author(s): 南 敬 (企画）
  • Total Pages: 80
  • Publisher: メディカルレビュー
• [Remarks] 血管生物学分野
  • URL: http://vb.rcast.u-tokyo.ac.jp