腫瘍形成過程のエピゲノム変化に着目したSHH型髄芽腫の汎用的治療薬の開発

开发SHH型髓母细胞瘤通用治疗药物，重点关注肿瘤发生过程中的表观基因组变化

• 批准号: 22KJ3240
• 负责人: 白石 椋
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Center of Neurology and Psychiatry
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3240/
• 关键词: SHH型髄芽腫; クロマチン構造; Nuclear factor I

小脳に発生する小児脳腫瘍であるSHH型髄芽腫の発がん過程のエピゲノム変化を解析することで、新規治療標的を同定することを目的として研究を行った。まず、発がん過程のエピゲノム変化を解析するために、SHH型髄芽腫のマウスモデルを用いて、正常細胞、前がん状態細胞、がん細胞の3段階の細胞を採取し、ATAC-seqを行った。その結果、発がん過程でオープンクロマチン領域が変化することがわかった。このうち、発がんに伴ってオープンに変化する領域に着目し、その領域に豊富に存在する転写因子の結合配列を解析したところ、Nuclear factor I (NFI)という転写因子の結合配列が同定された。実際に、CRISPR-Cas9システムを用いてNFIをノックアウトすると、前がん状態が形成されないことがわかった。次に、NFIの結合領域を調べるために、NFIに対するCUT&Tagを行い、ゲノム上の結合領域を同定した。この結果をATAC-seqのデータと統合すると、発がん過程のオープンクロマチン領域の変化に伴ってNFIの結合が変化していることがわかった。一方で、実際のヒトがん細胞におけるNFIの重要性を明らかにするために、SHH型髄芽腫のPDXに対して、NFIのshRNAを導入し、頭蓋内に移植した。その結果、NFIのノックダウンにより腫瘍の成長が抑制されることがわかった。このことから、マウスモデルを用いて見出されたNFIがヒトがん細胞でも重要な機能を持つことがわかった。

我们开展研究的目的是通过分析 SHH 型髓母细胞瘤（一种发生在小脑的儿童脑肿瘤）致癌过程中的表观基因组变化来确定新的治疗靶点。首先，为了分析致癌过程中的表观基因组变化，我们使用SHH髓母细胞瘤小鼠模型收集正常细胞、癌前细胞和癌细胞三个阶段的细胞，并进行ATAC-seq。结果表明，开放染色质区域在癌变过程中发生变化。其中，我们重点关注随癌发生而明显变化的区域，并分析了这些区域中丰富的转录因子的结合序列，并鉴定了称为核因子 I (NFI) 的转录因子的结合序列。事实上，我们发现使用 CRISPR-Cas9 系统敲除 NFI 可以防止癌前病变的形成。接下来，为了研究 NFI 的结合区域，我们对 NFI 进行了 CUT&Tag 并鉴定了基因组上的结合区域。将这些结果与 ATAC-seq 数据整合表明，在癌发生过程中，NFI 结合随着开放染色质区域的变化而变化。另一方面，为了阐明NFI在实际人类癌细胞中的重要性，我们将NFI shRNA引入SHH型髓母细胞瘤的PDX中并将其植入颅内。结果表明，NFI 的敲低抑制了肿瘤的生长。这表明通过小鼠模型发现的NFI在人类癌细胞中也具有重要功能。

项目成果

DKFZ(ドイツ)

DKFZ（德国）

疾患原因遺伝子・タンパク質の解析技術と創薬/診断技術への応用

致病基因和蛋白质分析技术及其在药物发现/诊断技术中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 執筆者：橋本真一;岩淵禎弘;岩田岳;美辺詩織;小巻翔平;清水厚志;藤田直也;中井謙太;伊藤眞里;笹栗弘貴;舩山学;松村剛;成瀬紘也;辻省次;田中章景;土井宏;佐々木征行;松林泰毅;三條伸夫;徳永英樹;他
• 通讯作者: 他

Curie instiute(フランス)

居里研究所（法国）

UCSD(米国)

加州大学圣地亚哥分校（美国）

Dynamic chromatin alteration induces oncogenic hijacking by essential transcriptional factors during SHH medulloblastoma tumorigenesis

SHH 髓母细胞瘤肿瘤发生过程中动态染色质改变通过重要转录因子诱导致癌劫持

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryo Shiraishi;Gabriele Cancila;Kohei Kumegawa;Patricia Benites Goncalves da Silva;Owen Chapman;Wang Wanchen;Maki Jami;Mikio Hoshino;Stefan M. Pfister;Lukas Chavez ;Reo Maruyama;Olivier Ayrault;Daisuke Kawauchi
• 通讯作者: Daisuke Kawauchi