エピゲノムダイナミクスに基づくがん多様性の新たな理解

基于表观基因组动力学对癌症多样性的新认识

基本信息

批准号：
20KK0184
负责人：
日野原邦彦
金额：
$ 11.98万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-10-27 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、ARID2欠失変異を持つ抗がん剤耐性乳がん細胞株に特徴的なエピゲノム状態の理解を目的としてChIP-seq解析を進め、ARID2レスキューによりARID2の結合が回復するゲノム領域ではARID1Aの結合が減弱する傾向にあることがわかった。ARID2のレスキュー前後のサンプルを用いてRapid immunoprecipitation mass spectrometry of endogenous protein (RIME)解析を行なったところ、野生型ARID2導入によるPBAF複合体の再形成を確認したことから、PBAF複合体のゲノム結合が再開した結果ARID1Aを含むBAF複合体の結合がコンペティションにより減少した可能性が考えられた。並行して海外共同研究者の技術支援のもと実施した1細胞ATAC-seqの解析を進めたところ、ARID2レスキューによりオープンとなるクロマチン領域にRUNX3モチーフの濃縮を認めた。RUNX3は上記のRIME解析においてもARID2の結合パートナーの一つとして同定されており、ARID2-RUNX3はCDK4などと共にCell cycle decision complexを形成することが知られている。1細胞RNA-seqの解析からは、ARID2レスキュー後に細胞老化関連分泌形質に関わる多くの因子が発現上昇することがわかった。以上より、ARID2変異体細胞は細胞周期制御の変化により老化誘導を免れている可能性が示唆された。一方、メラノーマモデルの研究では、BRAF阻害剤の長期投与後にARID2のヘテロ欠失を有する薬剤耐性細胞株を樹立することに成功した。BRAF阻害剤投与により一旦細胞老化形質が誘導されるが、その後細胞老化を回避した耐性細胞が再増殖してくることから、上記乳がん細胞株同様にARID2変異による細胞老化回避機構の存在が考えられた。

今年，我们将进行ChIP-seq分析，目的是了解具有ARID2缺失突变的抗癌药物耐药乳腺癌细胞系的表观基因组状态特征，发现有减少的趋势。使用 ARID2 拯救前后的样品进行内源蛋白快速免疫沉淀质谱 (RIME) 分析，证实由于野生型 ARID2 的引入，PBAF 复合物重新形成，表明 ARID2 的基因组结合结果，认为含有ARID1A的BAF复合物的结合可能因竞争而减少。与此同时，我们在海外合作者的技术支持下进行了单细胞ATAC-seq分析，发现RUNX3基序在ARID2救援打开的染色质区域中富集。在上述RIME分析中，RUNX3也被鉴定为ARID2的结合伴侣之一，并且已知ARID2-RUNX3与CDK4等一起形成细胞周期决策复合物。单细胞RNA-seq分析显示，ARID2拯救后，许多与细胞衰老相关的分泌性状相关的因子的表达增加。这些结果表明 ARID2 突变细胞可能由于细胞周期控制的变化而逃避衰老诱导。另一方面，在黑色素瘤模型研究中，我们在长期施用BRAF抑制剂后成功建立了ARID2杂合缺失的耐药细胞系。给予BRAF抑制剂一次可诱导细胞衰老，但逃避细胞衰老的耐药细胞随后会重新增殖，这表明存在一种通过ARID2突变逃避细胞衰老的机制，类似于上述乳腺癌细胞系Ta。