慢性炎症－再生－がん連関におけるエピゲノムリモデリング機構の解明

阐明慢性炎症-再生-癌症关系中的表观基因组重塑机制

• 批准号: 17J04827
• 负责人: 藤井 正幸
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J04827/
• 关键词: 炎症性腸疾患; オルガノイド; 発癌; 遺伝子変異; 慢性炎症; 大腸癌; 潰瘍性大腸炎; サイトカイン; 発がん; 炎症性腸疾患; オルガノイド; 発癌; 遺伝子変異; 慢性炎症; 大腸癌; 潰瘍性大腸炎; サイトカイン; 発がん

慢性炎症腸管粘膜に特徴的に蓄積する遺伝子異常の同定慢性炎症粘膜に特徴的に蓄積する遺伝子異常をクローンレベルで捉えるため，潰瘍性大腸炎患者から提供を受けた慢性炎症粘膜より計76ラインのクローナルなオルガノイド株を樹立し，エキソーム解析を行った．その結果，まず慢性炎症に伴い遺伝子変異の総数は軽度であるが統計学的に有意に上昇し，この傾向は関連癌を合併した症例において顕著であることが判明した．さらに，慢性炎症粘膜には炎症シグナルに関連した遺伝子（NFKBIZ, PIGR, TRAF3IP2）に変異が認められた．変異遺伝子はIL-17シグナルを構築する主要蛋白をコードしていることから，慢性炎症粘膜にはIL-17シグナルに関連する遺伝子変異が特異的に蓄積すると考えられた．この現象の実証のため，樹立初期の多クローンからなる慢性炎症上皮オルガノイド111例および健常上皮オルガノイド32例を対象とし，IL-17シグナル関連遺伝子を含む炎症関連遺伝子パネルのターゲットシーケンスを行った．慢性炎症粘膜にはエキソームシーケンスによって同定された遺伝子変異が高頻度で認められ，IL-17シグナルに関連する他の遺伝子(IL17RA, ZC3H12A, NOS2)にも変異が特異的に蓄積することが判明した．同定された遺伝子変異の機能的解析のため，CRISPR-Cas9システムを用いて正常大腸上皮オルガノイドの遺伝子編集を用った．IL-17Aは正常大腸上皮オルガノイドはNOS2を介したプログラム細胞死を誘導するが，いずれの遺伝子改変オルガノイドもこの反応に対する感受性が低下しており,IL-17A存在下でも生存可能であった．以上の結果より，潰瘍性大腸炎患者における腸管病変では，慢性的な炎症暴露に伴いIL-17シグナルに関連する遺伝子変異を獲得したクローンが選択的に増殖することを実証した．

鉴定在慢性炎症性肠道粘膜中特征积累的基因异常，以捕获基因异常，这些基因异常在克隆水平上在慢性炎症性粘膜中的特征积累，总共由慢性炎症性mucosa建立了76行的locon炎，由慢性炎症性mucosa通过ULESCERSINCERATIS CARNECTIS CORNECTIS cORMETIS cOROME SARIPATION COROME SARIPATION COROMES IS PROTICOR SARISIT STIR判有。结果表明，基因突变的总数是温和的，但由于慢性炎症而统计学上显着增加，并且在与癌症相关的病例中，这种趋势显而易见。此外，在与炎症信号（NFKBIZ，PIGR，TRAF3IP2）相关的基因中观察到突变。由于突变基因编码构建IL-17信号的主要蛋白质，因此人们认为与IL-17信号相关的基因突变专门在慢性炎症性粘膜中积累。为了证明这一现象，我们针对了111例慢性炎症性上皮器官和32例健康上皮器官的炎症相关基因，该基因含有IL-17信号相关的基因。在慢性炎性粘膜中经常观察到通过外显子组测序鉴定的基因突变，发现突变也特异性地积累了与IL-17信号相关的其他基因（IL17RA，ZC3H12A，NOS2）。正常结肠上皮器官的基因编辑使用CRISPR-CAS9系统对已鉴定的基因突变进行功能分析。 IL-17A诱导了正常结肠上皮器官的NOS2介导的程序性细胞死亡，但两种基因修饰的类器官都对该反应降低了敏感性，并且能够在IL-17A存在下生存。从上述结果中，我们证明了溃疡性结肠炎患者的肠道病变，由于慢性炎症而获得了与IL-17信号相关的基因突变的克隆。