３Dゲノム構造変換がもたらす悪性リンパ腫の進展とその分子機構の解明

阐明3D基因组结构转换带来的恶性淋巴瘤进展及其分子机制

基本信息

批准号：
21K08370
负责人：
宮崎和子
金额：
$ 2.75万
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-21K08370/
关键词：
３Dゲノム構造がん 3Dゲノム構造

项目摘要

3Dゲノム構造の変換が癌特有の遺伝子発現プログラムに寄与するのか検討するために、まず、リンパ腫発生モデルマウス(Id2/Id3欠損マウス)から正常細胞、前癌細胞およびリンパ腫細胞を単離し、それぞれの細胞を用いたHi-C実験結果を解析した。正常細胞と前癌細胞および前癌細胞とリンパ腫細胞のPC1 value (主成分解析結果)を比較したところ、3Dゲノム構造がacitveからinactiveまたはその逆に大きく変化した領域(Flipped region)は、正常細胞と前癌細胞とでは僅かしかなくゲノムワイドに構造の変化を殆ど認めない一方、前癌細胞とリンパ腫細胞とではFlipped regionが前者の２０倍もあり、３Dゲノム構造が大きく変容することを見出した。そして、リンパ腫細胞における遺伝子発現の低下が判明していた癌抑制遺伝子Cdkn2aは、前癌細胞とリンパ腫細胞のFlipped region領域近辺に存在していた。そこで、Id2/Id3/Cdkn2aトリプルノックアウト(tKO)マウスを作製しリンパ腫発生を検討した結果、tKOではId2/Id3欠損マウス(dKO)よりも早期に致死的なリンパ腫を発症した。このことより、ゲノム構造が変化したことで癌抑制遺伝子の発現が抑制され異常な増殖に対する抑制ができないことが示唆された。また、正常細胞と前癌細胞および前癌細胞とリンパ腫細胞を用いて、遺伝子発現の活性化の指標となるヒストン修飾(H3K27アセチル化)のChIP-seq解析を行った。このデータを用いて、現在それぞれのスーパーエンハンサー(SE)をROSE(RANK ORDERING OF SUPER-ENHANCERS)ソフトウェアで同定し、解析を進めている。

为了检查 3D 基因组结构的转变是否有助于癌症特异性基因表达程序，我们首先从淋巴瘤发展模型小鼠（Id2/Id3 缺陷小鼠）中分离出正常细胞、癌前细胞和淋巴瘤细胞，并分析了使用细胞进行 Hi-C 实验。当正常细胞和癌前细胞、癌前细胞和淋巴瘤细胞之间的PC1值（主成分分析结果）进行比较时，3D基因组结构从活跃到不活跃或反之亦然发生显着变化的区域（翻转区域）我们发现，虽然癌前细胞的全基因组结构只有少量变化，但癌前细胞和淋巴瘤细胞的翻转区域数量是正常细胞的20倍，并且3D基因组结构发生显着变化。 .已知在淋巴瘤细胞中基因表达降低的抑癌基因Cdkn2a是在癌前细胞和淋巴瘤细胞的Flipped区域附近发现的。因此，我们生成了 Id2/Id3/Cdkn2a 三重敲除 (tKO) 小鼠并检查了淋巴瘤的发展。结果，tKO 比 Id2/Id3 缺陷小鼠 (dKO) 更早发生致死性淋巴瘤。这表明，由于基因组结构的变化，抑癌基因的表达受到抑制，从而无法抑制异常生长。我们还使用正常细胞、癌前细胞、癌前细胞和淋巴瘤细胞对组蛋白修饰（H3K27 乙酰化）进行 ChIP-seq 分析，组蛋白修饰是基因表达激活的指标。利用这些数据，我们目前正在使用 ROSE（超级增强器的排名排序）软件来识别和分析每个超级增强器 (SE)。