【研究領域課題番号】18H04026 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発癌 / 脱分化 / 細胞初期化 / 発がん / エピジェネティクス / がん / 細胞老化 / マウスモデル / エンハンサー / 肉腫 / iPS細胞 / リプログラミング / 遺伝子改変マウス / reprogramming / kras / mouse / epigenetics / pancreatic cancer / iPS / エピゲノム

【研究成果の概要】

がん細胞では、正常由来細胞の特徴を失い、しばしば個体発生過程の前駆細胞に類似した性質を示す。しかしながら、この「細胞脱分化」が発がんの「原因」の一つなのか、単に「結果」なのかについては、明らかにされていなかった。本研究では、リプログラミング技術とマウスの発生工学を駆使した先進的なマウスモデルを作製し、積極的に細胞脱分化を誘導した。発がんモデルと組み合わせることで、脱分化が実際に発がんの原因となることを実験的に示した。

【研究の社会的意義】

我が国の死因の約1/3はがんによる。なかでも膵癌は有効な治療法がなく最も予後が悪いがんである。本研究では、膵癌発生の新たなメカニズムを提唱した。また、がんの原因は遺伝子変異の蓄積であると考えられているが、本研究により、遺伝子配列の異常のみならず周囲環境の変化に応じたエピゲノム制御の変化が非常に重要であることを示した。さらに、細胞の脱分化に関わるエピゲノムを標的としたがん治療の可能性を提示した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円)

【研究分野】実験病理学

【研究領域課題番号】16K08720 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

DNAメチル化 / 発がん / 臓器共通性 / 胃がん / 臓器特異性 / がん / エピゲノム / 臓器横断的 / 胃 / DNA methylation / cancer / development / kidney / liver / lung / stomach / breast / 病理学 / 腫瘍 / エピジェネティクス

【研究成果の概要】

複数臓器がんで共通してDNAメチル化亢進を示す遺伝子は、エピジェネティックに制御され細胞分化に寄与する遺伝子であり、これらが共通して発がんにおけるエピゲノム異常の標的になっていると考えられた。エピジェネティック機構による細胞の分化状態の破綻が、複数臓器で共通する発がんのメカニズムである可能性が示唆された。
胃がんを他臓器がんから識別でき、原発不明がんの臓器診断に有用なDNAメチル化診断指標を同定した。同指標のDNAメチル化状態は非がん胃にも共通して観察されることから、胃の臓器特異的なDNAメチル化プロファイルががんでも保持されたものと考えた。

【研究の社会的意義】

これまで臓器毎に報告されてきたがんのDNAメチル化異常について、臓器横断的に解析することにより臓器共通性と臓器特異性を見出したことが本研究の独創性と重要性である。一般的にがんでは、細胞の分化に関わる遺伝子のDNAメチル化に異常があり、分化状態が不安定になることが細胞ががんになる際の特徴であると考えられた。DNAメチル化はヒトの発生過程で臓器・細胞特異的に形成されることに着目し、原発不明がんの原発臓器診断において有用な臓器特異的マーカーのない胃がんの臓器特異的DNAメチル化診断指標を同定した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】消化器外科学

【研究領域課題番号】25253080 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大腸癌 / マイクロサテライト不安定性 / オルガノイド / DNAメチル化 / 鋸歯状腺腫 / 次世代シーケンス / マイクロアレイ / 発癌 / 幹細胞 / 遺伝子導入 / メチル化 / 大腸鋸歯状腺腫 / 大腸幹細胞 / エピジェネティクス

【研究成果の概要】

大腸鋸歯状病変およびマイクロサテライト不安定性（MSI）を呈する大腸癌を含めた計55株の大腸腫瘍オルガノイド株を樹立し，詳細な分子生物学的検討を行った．オルガノイドは患者体内における組織学的特性を反映しており，固有の遺伝子発現や遺伝子変異のパターンを有していた．MSI大腸癌は多数の遺伝子変異を有しており，増殖因子が極めて乏しい環境でも発育可能であった．移植による担癌マウスモデルにおいても同様の傾向が保持され，MSI大腸癌オルガノイドは有意に腫瘍形成能が優れていた．以上の結果より，MSI大腸癌は他の大腸癌とは生物学的特徴が全く異なる疾患であり，個別の治療アプローチの重要性が示唆された．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】43,550千円 (直接経費: 33,500千円、間接経費: 10,050千円)

【研究分野】放射線・化学物質影響科学

【研究領域課題番号】23310044 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エピジェネティクス / 化学物質 / DOHaD / 環境汚染物質 / ダイオキシン / メチル化 / 発がん / P450

【研究成果の概要】

胎児期の環境要因がエピゲノム変化を引き起こし、成熟後も記憶されるというDOHaDの分子機構解明を、網羅的メチル化解析法（MSD-AFLP法）開発とともに実施した。妊娠マウスにTCDDを投与すると肝臓のCyp1a1プロモーターが生後3日目から低メチル化し、成熟後まで維持される。ChIPアッセイよるDnmt3b解離という所見を捉えたため受動的脱メチル化を想定した。一方、この記憶が成熟個体でも起きうるか検討したところ、10週齢個体肝臓においてもTCDD投与後24時間という早い時点から低メチル化が起きることが判明し、能動的脱メチル化である可能性が出てきた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)

【研究分野】衛生学

【研究領域課題番号】20790425 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生活習慣 / 癌 / 分子疫学 / DNAメチル化 / エピジェネティクス / LINE-1 / 遺伝子 / 社会医学 / LINE1 / 発癌 / 葉酸

【研究成果の概要】

地域一般住民206名から1989年に提供された保存血清を用いて、DNAメチル化と生活習慣および発癌リスクとの関連を検討した。その結果、長鎖散在反復配列LINE-1のメチル化レベルが男性で1%程度高いことが示されたが、運動を除く生活習慣や発癌との関連は明らかとはならなかった。本研究では、血清DNAのLINE-1メチル化と生活習慣・発癌の関連が限定的である点、長期保存された血清を用いたDNAメチル化研究の可能性が示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)