リンチ症候群関連大腸癌の病態に寄与する三次元ゲノム構造の解明

阐明林奇综合征相关结直肠癌病理学的三维基因组结构

基本信息

批准号：
22K08872
负责人：
横山雄起
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K08872/
关键词：
リンチ症候群大腸癌三次元ゲノム構造

项目摘要

リンチ症候群関連大腸癌は全大腸癌の2-4%を占めると推定されており、散発性の大腸癌に比べて低分化腺癌や粘液癌・印環細胞癌が多いなど、特徴的な臨床像を示すが、なぜそのような特徴を有するのかについては明らかとなっていない。核内における三次元ゲノム構造が組織特異的な遺伝子発現や、分化過程における各分化段階でのlineage-specificな遺伝子発現などを厳密に制御していることが明らかとなってきており、注目を浴びている。我々は最近、三次元ゲノム構造解析技術であるin vitro engineered DNA-binding molecule-mediated chromatin immunoprecipitation sequencing (in vitro enChIP-Seq) 法を用いた研究の結果、大腸癌細胞株において上皮性細胞接着分子であるEpCAM遺伝子のプロモーター領域がリンチ症候群関連遺伝子であるMSH2遺伝子と三次元的に結合していることを示唆するデータを得た。そこで本研究では、リンチ症候群関連大腸癌の病態に関与する三次元ゲノム構造について、細胞株、臨床サンプルを用いた実験によって明らかにする。本研究の結果、リンチ症候群に関する新たな知見が得られることが期待される。初年度の研究ではCRISPR/Cas9システムを応用し、guide RNA依存的に標的領域を活性化、抑制化できるCRISPRa, CRISPRi実験を行うためのプラスミドを作成し、大腸癌細胞株を用いてEpCAM遺伝子のプロモーター領域を活性化ないしは抑制化した際にMSH2遺伝子の発現にどのような影響が生じるかについて検討を行なった。その結果、EpCAM遺伝子のプロモーター領域を活性化ないしは抑制化すると、それに連動してMSH2遺伝子の発現も増加ないし低下した。

林奇综合征相关的结直肠癌估计占所有结直肠癌的2-4%，具有独特的临床特征，如低分化腺癌、粘液癌和印戒细胞癌，比散发性结直肠癌更常见。，目前尚不清楚为什么它具有这样的特性。人们已经清楚，细胞核内的三维基因组结构严格控制着分化过程中各个分化阶段的组织特异性基因表达和谱系特异性基因表达，并引起了人们的关注。我们最近利用体外工程DNA结合分子介导的染色质免疫沉淀测序（体外enChIP-Seq）这种三维基因组结构分析技术进行了一项研究，发现在结直肠癌细胞系中发现了上皮细胞粘附分子。我们获得的数据表明 EpCAM 基因的启动子区域与林奇综合征相关基因 MSH2 基因三维连接。在本研究中，我们将通过使用细胞系和临床样本的实验来阐明林奇综合征相关结直肠癌病理学中涉及的三维基因组结构。作为这项研究的结果，预计将获得有关林奇综合征的新知识。在研究的第一年，我们应用CRISPR/Cas9系统创建了用于进行CRISPRa和CRISPRi实验的质粒，这些质粒可以以引导RNA依赖的方式激活和抑制靶区域，并使用结直肠癌细胞系来研究EpCAM基因。我们研究了启动子区域激活或抑制时对 MSH2 基因表达的影响。结果，当EpCAM基因的启动子区域被激活或抑制时，MSH2基因的表达也会增加或减少。