栄養環境がもたらすエピゲノム制御変化の解明に基づく肝発癌増殖進展の制御

基于阐明营养环境带来的表观基因组调控变化控制肝癌发生和增殖

基本信息

批准号：
21K07904
负责人：
佐々木裕
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nagasaki International University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

先行研究ではエピゲノム制御因子ヒストン脱メチル化酵素LSD2のノックダウン(KD)で、脂質の取り込み、β酸化、コレステロール合成などが亢進することから、LSD2が脂肪代謝のエピゲノム制御因子であることを見出している。そこでLSD2の発現に関与する栄養関連因子を明らかにするために、肝癌細胞HepG2細胞を用いChIP-seq解析を行うと、プロモーター領域にインスリン抵抗性や酸化ストレスに関連する複数の転写因子が結合する可能性を見出した。そこでインスリン抵抗性に関与する転写因子をKDしたところ、LSD2の発現は抑制されなかったが、酸化ストレスにより活性化されるJNKの阻害剤、あるいはJNKの標的である転写因子JunのKDでは、共にLSD2の発現が有意に抑制された。以上より、高血糖あるいはインスリン抵抗性により発生する酸化ストレスとその下流の転写因子がLSD2の発現を変化させ、脂質代謝を修飾すると共に脂肪毒性を軽減させる可能性が示された。一方、異常な栄養環境がもたらす肝癌細胞の代謝リプログラミングを検討した。4週齢のNOD-SCIDマウスを用いNASH誘導食にて給餌し、5週目の時点で腹腔内グルコース負荷試験から明らかな耐糖能異常が確認された。6週間目の時点でHepG2細胞 2x106個をマウス肝臓に直接注入し(以下、NASH群)、その後17週齢の時点でsacrificeした。HepG2細胞はコントロール群とNASH群共に約半数例で注入部位に腫瘍塊を形成しており、腫瘍塊からmRNAを抽出しcDNAマイクロアレイに供した。両群の腫瘍の比較で変動する遺伝子を遺伝子オントロジー（GO）エンリッチメント解析に供し、コレステロール代謝関連遺伝子がNASH群に移植したHepG2細胞でエンリッチされていることが明らかとなった。

先前的研究发现，LSD2是脂肪代谢的表观基因组调节因子，因为表观基因组调节因子组蛋白脱甲基酶LSD2可增强脂质摄取，β-氧化和胆固醇的合成。因此，为了阐明与LSD2表达相关的营养相关因素，使用肝瘤细胞HEPG2细胞进行了CHIP-seq分析，发现与胰岛素抵抗和氧化应激相关的多个转录因子可能与启动子区域结合。因此，当将KD用于KD以用于胰岛素抵抗涉及的转录因子时，LSD2表达并未抑制，但是JNK激活的JNK的抑制剂或JNK靶标转录因子JUN的KD均受到了显着抑制。从上述情况下，已经表明，高血糖或胰岛素抵抗和下游转录因子产生的氧化应激可能会改变LSD2的表达，改变脂质代谢并降低脂肪毒性。另一方面，我们研究了肝癌细胞的代谢重编程，这是由营养异常引起的。以NASH诱导的饮食喂食四个星期大的NOD-SCID小鼠，在测试的第5周，确认明显的异常葡萄糖耐受性。在第6周，将2x106 HEPG2细胞直接注入小鼠肝脏（以下称为NASH组），然后在17周时牺牲。在大约一半的HEPG2细胞（对照组和NASH组）中，在注射位点形成的肿瘤质量，并从肿瘤质量中提取mRNA并进行cDNA微阵列。从两组中肿瘤进行比较的基因都经过基因本体论（GO）富集分析，并且发现与胆固醇代谢相关的基因富集于移植到NASH组的HEPG2细胞中。