【研究領域課題番号】20H03179 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経幹細胞 / クロマチン / エピジェネティクス / Hi-C / エンハンサー / Hmga2 / 転写因子 / 増殖期 / ニューロン分化期

【研究成果の概要】

本年度は、unbiased screeningにより神経幹細胞の運命転換を司る新規因子の探索を行なった。
増殖期とニューロン分化期、そしてグリア分化期の神経幹細胞を採取し、RNA-seqにて遺伝子発現パターンを、またクロマチン相互作用や、エピジェネティクス状態をCUT&TagとATAC-seqにて調べた。Hi-Cの結果を用いて神経幹細胞の時期依存的に発現が変化する遺伝子のプロモーター領域と相互作用する領域を網羅的に調べたところ、その領域はエンハンサーの指標のヒストン修飾が有意に変化していた。この結果から、神経幹細胞の運命転換に関わる新規エンハンサーが同定できた可能性がある。
さらにその領域に対してモチーフ解析を実施したところ、様々な転写因子の結合モチーフが得られた。これらの転写因子が神経幹細胞の運命転換を担う新規因子である可能性がある。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)

【研究領域課題番号】20H03543 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

養子免疫療法 / 抗腫瘍T細胞 / キメラ抗原受容体 / 遺伝子変異 / T細胞性リンパ腫 / エピジェネティクス / 転写因子 / メモリーT細胞 / CRISPR/Cas9

【研究成果の概要】

本研究では、抗腫瘍T細胞の長期生存能を高めるために、T細胞性リンパ腫細胞で変異が報告されている遺伝子群に着目して抗腫瘍T細胞に遺伝子導入を行い、その機能解析、具体的には細胞増殖能、サイトカイン分泌、細胞傷害活性などの評価を通じて、持続的な抗腫瘍効果の改善に寄与する遺伝子修飾標的を同定することを目標としている。
本年度は、これまでの探索から同定していたがん抑制遺伝子PRDM1のノックアウトによるキメラ抗原受容体(CAR)-T細胞、及び腫瘍浸潤T細胞 (TIL)の機能改善について、さらに解析を進めた。PRDM1をCRISPR/Cas9技術を用いて遺伝子レベルでノックアウトしたCAR-T細胞は、コントロールと比較して生体内における長期生存能に優れ、その結果として有意に治療効果を改善させることを、異なる標的抗原を標的とした複数のマウス腫瘍モデルにおいて示した。特に現在のところ有効な治療効果が得られていない固形がんに対するCAR-T細胞においても、同様に長期生存能の獲得が見られることを示した。その際に、生体内に残存するPRDM1ノックアウトCAR-T細胞が未分化メモリー形質を有意に維持していることも確認した。またTILについては、主に肺癌、婦人科腫瘍検体から採取した検体について、PRDM1ノックアウトの効果を検証した。いずれの検体でも末梢血T細胞と比較して終末分化がより進行していたが、PRDM1ノックアウトにより、一部のメモリー形質の再獲得が起こり、サイトカイン分泌能が改善することを確認した。これらの研究成果は学術論文として受理された (Yoshikawa et al. Blood 2022)。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)

【研究領域課題番号】18K06570 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

核内受容体 / エピジェネティクス / 構造展開 / 構造活性相関 / タンパク質分解誘導 / エストロゲン受容体 / ブロモドメイン / 医薬品探索 / SERD / 転写因子 / 分解誘導 / 薬学 / 創薬化学

【研究成果の概要】

明確な治療戦略が確立していないホルモン療法耐性乳がんの当該所望化合物創製研究を遂行した。結果、疾患増悪因子の直接分解を基盤とする医薬リードを創製することができた。具体的には、これら疾患に関与することが報告されている核内受容体エストロゲン受容体、およびがんの新たな標的として注目されているエピジェネティクス調節因子ブロモドメイン（BRD）を標的として選定し、それらタンパク質の分解を誘導する化合物（選択的エストロゲン受容体ダウンレギュレーターやBRD分解誘導剤など）を創製した。また、創製化合物の作用機序解析や下流シグナルに及ぼす影響を検討することで、真に医薬リードたり得る化合物に展開した。

【研究の社会的意義】

乳がんは、食の欧米化や妊娠回数の減少（女性ホルモン暴露期間の延長）に伴い、増加傾向にある。一方、閉経後乳がんやトリプルネガティブ乳がんといった、ホルモン療法耐性乳がんの当該所望化合物の創製・治療戦略は未だ確立していない。タンパクの寿命を制御する医薬は新たな治療戦略として期待されているが、その医薬化学的・生化学的情報は欠如している上、ファーマコフォアも限定されている。このような背景より、従来のホルモン療法と概念を異にする治療戦略の確立が求められている。本研究により、ホルモン療法耐性乳がん治療薬創製を目指した今後の『戦略的な基礎創薬化学研究』に革新的な方向性と学術基盤を付与することが可能である。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】皮膚科学

【研究領域課題番号】26670520 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

全身性強皮症 / 転写因子 / エピジェネティックス / 線維化 / 血管障害 / 免疫異常 / Fli1 / KLF5 / 繊維化 / 自己免疫

【研究成果の概要】

全身性強皮症は皮膚と内臓諸臓器の血管障害と線維化を特徴とする原因不明の自己免疫疾患である。本症は多因子疾患であり、特に環境因子がその形質を規定する上で重要と考えられている。強皮症皮膚線維芽細胞では転写因子Fli1とKLF5の発現がエピジェネティック制御により抑制されており、その異常は環境要因の影響を反映した疾病因子の可能性が示唆されている。興味深いことに、Klf5+/-;Fli1+/-マウスは強皮症に極めて類似した免疫異常、血管障害、線維化を自然発症した。同マウスは強皮症の病態概念に基づいて作成された世界初の遺伝子改変動物であり、本症の病態理解・治療開発の一助となることが期待される。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】26670470 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

造血幹細胞 / 転写因子 / エピジェネティクス / 血管内皮細胞 / リンパ球

【研究成果の概要】

ETV2は胎児期の造血―血管系の発生に必須の因子である。申請者らは既に分化した体性細胞である成人皮膚線維芽細胞をETV2導入により血管内皮細胞に直接転換できることを報告した。
面白いことにETV2発現線維芽細胞は造血分化に必須の転写因子RUNX1, TAL1, GATA2も発現していることを見出した。そこでETV2と共に20種類のhemogenic endothelium特異的転写因子を導入し、SCF, FLT3L, TPO, IL-3, IL-6の存在下でOP9細胞と共培養すると、CD45及びc-Kit陽性の血球様細胞が出現した。本成果より皮膚から血液細胞を作製できる可能性が見出された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】免疫学

【研究領域課題番号】25670234 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

サイトカイン / シグナル伝達 / 転写因子 / ヘルパーT細胞 / 制御性T細胞 / TGFβ / モデル化 / エピジェネティクス / 遺伝子発現制御

【研究成果の概要】

ヘルパーT細胞は免疫制御の中心を担う細胞である。近年、Th1, Th2以外に多くのサブタイプ(Th9, Th17, iTreg等)が存在していることが知られるようになってきた。本研究ではTGFβのシグナル伝達経路を中心にヘルパーT細胞各サブタイプへの分化制御機構の解明を行った。まずTGFβとIL-4によるTh9分化にはSmad2/3に依存し、さらにIRF4との共同作用が必要であることを明らかにした。さらに消化管におけるiTregの誘導には樹状細胞からのTGFβが重要であること、TGFβの産生には腸内細菌によるTLR2-AP1経路とSmad3経路が重要であることを見いだした。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】人体病理学

【研究領域課題番号】20249022 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

EBウイルス関連胃癌 / EBウイルス / 胃癌 / エピジェネティクス / LMP2A / SP細胞 / トランスジェニックマウス / マイクロRNA / 幹細胞 / エクソソーム / DNMT1 / STAT3 / 転写因子 / RRM2 / miR200 / 上皮間葉転換 / 胃癌細胞株

【研究成果の概要】

Epstein-Barrウイルス(EBV)関連胃癌において,プロモーター領域CpG部位のメチル化がゲノムワイドに起こっていることを明らかにした.胃癌細胞株MKN7にEBウイルスを感染させ,ゲノムワイドDNAメチル化異常を再現することに成功し,分子機構解明に重要な実験系を確立した.また,潜在期ウイルス遺伝子蛋白LMP2AがDNAメチル化異常に関与していることを明らかにするとともに,DNAメチル化,プロテオソーム等に対する阻害剤を用いたウイルス再活性化療法の可能性について検討した.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2008 - 2012

【配分額】50,310千円 (直接経費: 38,700千円、間接経費: 11,610千円)

【研究分野】食品科学

【研究領域課題番号】16658055 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アミノ酸 / エピジェネティクス / ヒストン / クロマチン / 転写因子 / DNAメチル化 / 食餌タンパク質 / ラット / ゲノム / RLGS / 栄養条件

【研究成果の概要】

本年度は、食餌成分のうちアミノ酸に注目し、アミノ酸の利用性によるエピジェネティクスレベルでの変化を検出できるか否かを解析した。特にアミノ酸に欠乏に鋭敏に応答する遺伝子であるIGFBP-1遺伝子に着目し、これらの遺伝子部位におけるヒストンのアセチル化およびメチル化の変動を免疫クロマチン沈降法(ChIP法)で検出した。HepG2細胞をロイシン欠乏培地(-Leu)で12時間処理し、同遺伝子を含む領域約30kbpについて3kbpの解像度で測定した。ヒストンH3のアセチル化は転写開始点付近(+73および-3357)においてロイシン欠乏で有意に増加した。H4については転写領域から上流20kbにかけて幅広い領域で有意な増加が認められた。H3のメチル化に関しても、転写促進性のLys4のメチル化では転写開始点付近で増加し、逆に抑制性のLys9のメチル化は10数kb以上上流の領域で減少しており、ロイシン欠乏による同遺伝子の転写制御と良く対応していた。同じ条件において各種転写因子の結合状態をChIP法で調べたところ、数kb上流付近へのATF-3、ATF-4およびC/EBPβの結合が-Leuで有意に増加しており、これは他のアミノ酸応答遺伝子であるアスパラギンシンターゼ(AS)遺伝子でも明確に観察された。これらの転写因子の機能をより明確にするため、各転写因子をノックダウンした場合にIGFBP-1およびAS遺伝子のアミノ酸に対する応答がどのようになるかを検討した。ATF-3およびATF-4のノックダウンの場合にこれら遺伝子の発現上昇が抑制されたので、これらの転写因子の重要性が確認された。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)