腸管上皮増殖・分化におけるエピジェネティック制御機構解明とその発がん研究への応用

阐明肠上皮增殖和分化的表观遗传控制机制及其在癌变研究中的应用

基本信息

批准号：
20012021
负责人：
山田泰広
金额：
$ 6.53万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

DNAメチル化、ヒストン修飾が関与したエピジェネティック制御が、正常個体の発生・分化過程に重要な役割を果たし、その異常が様々な疾病の成因に関与していることが明らかとなりつつある。本研究ではHistone-GFPマウスを用いて、大腸非増殖分化細胞と増殖未分化細胞の分別に成功し、それぞれの遺伝子発現プロファイリングを行った。その結果、MycやCyclin Dなどのcanonical Wnt pathwayの標的遺伝子が増殖未分化細胞において高発現していることを確認した。機能的役割を明らかにする目的で、変異型β-cateninの発現誘導可能マウスを作製し、canonical Wnt pathway活性化による大腸腺管の分化増殖に対する影響を検討した。変異型β-cateninの強制発現により、大腸腺管のbudding、branchingが頻繁に観察され、新たにcryptが新生していることが示唆された。実際に、変異型β-cateninの強制発現により、大腸幹細胞、前駆細胞のマーカーであるLgr5, Msilの発現増加が確認され、canonical Wnt pathwayの活性化は幹細胞の増生を引き起こすことが示唆された。一方で、核にβ-cateninが蓄積した細胞では、細胞増殖のマーカーであるKi67の陽性率がむしろ少ないことが分かり,幹細胞の増生と細胞増殖能の亢進は必ずしも一致しないことが明らかとなった。今後、大腸の分化・増殖制御機構の破綻と、大腸がん発生の分子機構との接点を、分子病理学的なアプローチで解明していきたい。

人们越来越清楚，涉及DNA甲基化和组蛋白修饰的表观遗传调控在正常个体的发育和分化过程中发挥着重要作用，其异常与多种疾病的病因有关。在这项研究中，我们使用 Histone-GFP 小鼠成功地将非增殖分化结肠细胞与增殖未分化细胞分开，并分析了它们的基因表达。结果，我们证实了经典Wnt通路的靶基因，例如Myc和Cyclin D，在增殖的未分化细胞中高表达。为了阐明其功能作用，我们培育了能够诱导表达突变型 β-连环蛋白的小鼠，并检查了经典 Wnt 通路激活对结肠管分化和增殖的影响。由于突变型β-连环蛋白的强制表达，经常观察到结肠管的出芽和分支，这表明新的隐窝正在生成。事实上，突变型β-连环蛋白的强制表达增加了结肠干细胞和祖细胞标记物Lgr5和Msil的表达，表明经典Wnt通路的激活导致干细胞增殖。另一方面，我们发现，在细胞核内积累有β-catenin的细胞中，细胞增殖标志物Ki67的阳性率较低，说明干细胞的增殖和细胞增殖能力的增强并不一定能促进细胞增殖。对应。未来，我想用分子病理学的方法来阐明结肠分化和增殖控制机制的失败与结肠癌发展的分子机制之间的联系。