Analysis of dynamic epigenetic changes caused by HTLV-1 infection.

HTLV-1感染引起的动态表观遗传变化分析。

基本信息

批准号：
21K15454
负责人：
松尾美沙希
金额：
$ 3万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

HTLV-1は人に病原性を示すレトロウイルスの１種であり、感染するとそのウイルスゲノムはヒトゲノムに組み込まれるという性質を持つ。昨年度までにHTLV-1ウイルス配列内にこれまでに未特定であったエンハンサー領域を同定し、その活性メカニズムとして転写因子SRFとELK-1の関与を示唆する結果を得た。さらにエンハンサー変異配列を含むHTLV-1分子クローンを用いた遺伝子発現解析において、同エンハンサー領域はウイルス遺伝子発現に対してだけでなく、宿主ゲノムの遺伝子発現にも影響を及ぼすことが示唆された。しかし、これらの遺伝子発現解析結果はHTLV-1の組み込み部位およびサンプル間の細胞特性によるものである可能性が否めない。そこで2022年度の本研究では、以下の解析を行った。・ゲノム編集技術を用いた野生型およびエンハンサー変異型細胞におけるHTLV-1同一組み込み部位周辺の遺伝子発現解析昨年樹立したHTLV-1分子クローン感染細胞にゲノム編集を施し、エンハンサー変異配列を野生型配列に挿入した。遺伝子発現解析の結果、同一組み込み部位周辺において野生型で見られていた遺伝子発現上昇がエンハンサー変異挿入感染細胞においては抑えられるという結果が得られた。・同一患者検体内のHTLV-1感染および非感染におけるCD4 T細胞の転写動態シングルセル解析HTLV-1感染臨床検体を用いてシングルセル遺伝子発現解析を行い、そのCD4 T細胞における結果をHTLV-1感染・非感染にリクラスターし、同一患者検体内における比較解析を行った。その結果、非感染CD4 T細胞においては見られない異常な遺伝子発現が感染CD4 T細胞にのみ認められた。以上より、HTLV-1感染によってCD4 T細胞内の転写動態が変化し、その要因として本研究が同定したエンハンサー領域の寄与が示唆されるという研究成果を得た。

HTLV-1是一种对人类致病的逆转录病毒，当被感染时，其病毒基因组会整合到人类基因组中。去年，我们在HTLV-1病毒序列中发现了一个先前未识别的增强子区域，并获得结果表明转录因子SRF和ELK-1参与了其激活机制。此外，使用含有增强子突变序列的HTLV-1分子克隆进行的基因表达分析表明，增强子区域不仅影响病毒基因表达，还影响宿主基因组中的基因表达。但不可否认的是，这些基因表达分析结果可能是由于样品之间的HTLV-1整合位点和细胞特征所致。因此，在2022年的这项研究中，我们进行了以下分析。・利用基因组编辑技术分析野生型和增强子突变细胞中HTLV-1同一整合位点周围的基因表达对去年建立的HTLV-1分子克隆感染的细胞进行基因组编辑，将增强子突变序列转化为插入野生型序列。基因表达分析的结果是，我们发现在野生型中观察到的同一整合位点周围基因表达的增加在感染增强子突变插入的细胞中受到抑制。・对同一患者样本中HTLV-1感染者和未感染者的CD4 T细胞转录动态进行单细胞分析使用HTLV-1感染的临床标本进行单细胞基因表达分析，并对CD4 T细胞的结果进行分析与 HTLV-1 感染的临床样本进行比较，将其重新聚类为感染和未感染的样本，并在同一患者样本中进行比较分析。结果，仅在感染的CD4 T细胞中观察到在未感染的CD4 T细胞中未观察到的异常基因表达。综上所述，我们获得的研究结果表明，HTLV-1感染改变了CD4 T细胞内的转录动力学，并且本研究中鉴定的增强子区域可能是导致这种变化的因素。