Identification of genomic elements that promote hormone-responsive transient expression of oncogenes

鉴定促进癌基因激素反应性瞬时表达的基因组元件

• 批准号: 21K07148
• 负责人: 山田 真太郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07148/
• 关键词: 性ホルモン; DNAトポイソメラーゼ; DNA二重鎖切断; DNA修復; 乳癌; 性ホルモン; DNAトポイソメラーゼ; DNA二重鎖切断; DNA修復; 乳癌

性ホルモンの受容体は、転写因子として様々な遺伝子の転写を制御する。性ホルモン刺激後の転写応答時には、標的遺伝子の転写制御配列（プロモーターとエンハンサー）でゲノム切断がDNA topoisomerase II（TOP2）依存的にしばしば発生する。細胞がこのゲノム切断を効率よく再結合できないと、性ホルモン刺激後の転写応答が大きく変わる。本研究の目的は、ゲノム切断の修復と早期転写応答とのクロストークの分子メカニズムを明らかにすることである。得られた成果は、ATM、BRCA1、BRCA2などのDNA損傷修復遺伝子の変異の保因者が、乳癌や卵巣癌、前立腺癌を発症しやすいか、その問いに答える分子機構を解明する基盤となる。昨年度は、遺伝子破壊やノックダウンを行い、性ホルモン刺激後の転写応答時に生じるゲノム切断の修復に必要な因子を探索した。その結果、難治性のゲノム切断が蓄積するATMやTDP2などの変異体が新たに得られた。研究実施計画にしたがい、本年度は、ゲノム切断修復酵素が欠損した時の、外的刺激への転写応答変化を全ゲノムで解析した。具体的には、男性ホルモンであるアンドロゲンに暴露した前立腺癌細胞（LNCaP、男性ホルモン受容体陽性）の早期転写応答を解析した。難治性のゲノム切断が蓄積する変異体（TDP2）では、野生型細胞と比べ、c-MYCなどの発癌遺伝子の早期転写応答が亢進することを見出した。このことから、TDP2と同様にゲノム切断の修復が異常になるATMやBRCA1/2の変異の保因者が前立腺癌を起こしやすい原因の一つが、アンドロゲン暴露時の発癌遺伝子の異常な転写応答である可能性が推察された。次年度は、外的刺激直後に起こるTOP2の触媒反応の触媒部位をゲノム全体で決定する。そして、早期転写応答に必要なエンハンサーがTOP2の触媒部位である仮説を、発癌遺伝子のエンハンサーに絞って検証する。

性激素受体调节各种基因作为转录因子的转录。在性激素刺激后的转录反应期间，基因组裂解通常发生在靶基因的转录调节序列（启动子和增强子）的DNA拓扑异构酶II（TOP2）依赖性方式中。如果细胞无法有效地重组这种基因组裂解，则性激素刺激后的转录反应将发生巨大变化。这项研究的目的是阐明基因组裂解修复与早期转录反应之间串扰的分子机制。获得的结果将作为阐明分子机制的基础，这些机制回答了DNA损伤修复基因（例如ATM，BRCA1和BRCA2）中突变的问题是否更有可能发展乳腺癌，卵巢和前列腺癌。去年，我们进行了基因破坏和敲低，以探索修复性激素刺激后转录反应期间发生的基因组裂解所必需的因素。结果，获得了累积难治性基因组裂解的新型突变体，例如ATM和TDP2。根据研究实施计划，今年，在基因组裂解修复酶不足期间，在整个基因组中分析了对外部刺激的转录反应的变化。具体而言，分析了暴露于雄激素（雄性激素）的前列腺癌细胞（LNCAP，雄性激素受体阳性）的早期转录反应。我们发现，与野生型细胞相比，在累积了可治疗基因组裂解的突变​​体（TDP2）中，诸如C-MYC等致癌基因（例如C-MYC）的早期转录反应得到了增强。这表明，暴露于雄激素后致癌基因的异常转录反应是ATM的载体和BRCA1/2突变的原因之一，导致类似于TDP2的异常基因组切割修复，可能导致前列腺癌。明年，将在整个基因组中确定TOP2催化反应的催化位点。假设早期转录反应所需的增强子是TOP2的催化位点，然后将其范围缩小到致癌基因的增强子。