Exploration of epigenetic factors that enable successional histone code changes in early-induced genes.

探索使早期诱导基因中组蛋白密码发生连续变化的表观遗传因素。

• 批准号: 20H03432
• 负责人: 神吉 康晴
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03432/
• 关键词: 血管新生; エピジェネティクス; 染色体構造; ヒストン修飾; プロテオミクス; エピゲノム; ミトコンドリア遺伝子; 相分離

本研究では、人間の血管内皮細胞をモデルとして利用し、高等真核生物の遺伝子転写メカニズムを解析し、将来の抗血管新生阻止薬および抗がん薬の開発につなげることを目指している。過去の研究において、ヒトの血管内皮細胞（Human Umbilical Vein Endothelial Cells; HUVECs）に増殖因子（Vascular Endothelial Cell Growth Factor; VEGF）を加えると、血管新生において重要な役割を果たす即時誘導型転写因子の遺伝子座に特別なエピジェノム修飾が存在することが判明した。前年度には、抑制型ヒストン修飾H3K27me3とH2AK119Ubに焦点を当てた。次世代シークエンサーとクロマチン免疫沈降実験を組み合わせたChIP-seq解析を実施した結果、VEGF刺激前後でH3K27me3の変化は見られなかったが、H2AK119Ubは刺激後15分で有意に減少した。このことから、血管新生遺伝子の抑制に関与しているのは、H2AK119Ubを介したpolycomb複合体であることが示された。polycomb複合体は6種類存在し、我々は網羅的なsiRNAスクリーニングによって、血管新生にはPCGF3複合体（PRC1.3複合体）が大きく寄与していることを発見した。血管内皮細胞特異的なPCGF3ノックアウトマウスを作製し、血管新生を調べたところ、ノックアウトマウスは発生期の血管には影響せず、生後のVEGFによる血管新生のみが抑制され、がんの進行や病的炎症も抑えられることが明らかとなった（Kanki Y et al 2022 Cell Rep表紙）。さらに、早期誘導を実現するために大量のATPが消費されることを予想し、ミトコンドリア遺伝子転写解析法を確立した。

这项研究旨在使用人体血管内皮细胞作为分析较高真核生物的基因转录机制的模型，从而导致未来的抗血管生成和抗癌药物的发展。先前的研究表明，将生长因子（VEGF）添加到人血管内皮细胞（HUVEC）中表明，在直接诱导的转录因子的轨迹上存在特殊的表观基因组修饰，这些转录因子在血管生成中起着重要作用。上一年的重点是抑制性组蛋白修饰的H3K27me3和H2AK119UB。由于ChIP-Seq分析将下一代测序仪与染色质免疫沉淀实验相结合，在VEGF刺激之前和之后未发现H3K27me3的变化，但是H2AK119UB在刺激后15分钟显着降低了H2AK119UB。这表明H2AK119UB介导的Polycomb复合物参与抑制血管生成基因。有六种类型的PolyComb复合物，我们发现PCGF3复合物（PRC1.3复合物）通过详尽的siRNA筛选对血管生成显着贡献。当产生特定于内皮细胞并检查血管生成的PCGF3敲除小鼠时，据表明，敲除小鼠对新生血管没有影响，并且仅抑制由VEGF引起的血管生成，从而抑制了癌症进展和病理炎症（Canki Y et and 2022 Cell Appemation）。此外，我们预测将消耗大量ATP以实现早期诱导，并建立了一种分析线粒体基因转录的方法。

项目成果

Bivalent-histone-marked immediate-early gene regulation is vital for VEGF-responsive angiogenesis

二价组蛋白标记的早期基因调控对于 VEGF 响应性血管生成至关重要

• DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110332
• 发表时间: 2022
• 期刊: Cell Reports
• 影响因子: 8.8
• 作者: Kanki Yasuharu;Muramatsu Masashi;Miyamura Yuri;Kikuchi Kenta;Higashijima Yoshiki;Nakaki Ryo;Suehiro Jun-ichi;Sasaki Yuji;Kubota Yoshiaki;Koseki Haruhiko;Morioka Hiroshi;Kodama Tatsuhiko;Nakao Mitsuyoshi;Kurotaki Daisuke;Aburatani Hiroyuki;Minami Takashi
• 通讯作者: Minami Takashi

Accurate transcription of bivalent histone-marked genes isvital for vascular development

二价组蛋白标记基因的准确转录对于血管发育至关重要

• 发表时间: 2020
• 作者: 湊 隆文;山口 智和;佐藤 輝紀;韮澤 悟;今井 由美子; 高橋 砂織;渡邊 博之;久場 敬司;神吉康晴
• 通讯作者: 神吉康晴

血管内皮細胞におけるGATA2の転写制御機構

GATA2在血管内皮细胞中的转录调控机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 高橋史也;馬場崇;Christianto Antonius;柳井翔吾;石渡 啓介;中林 一彦;秦 健一郎;菊水健史;諸橋憲一郎;神吉康晴
• 通讯作者: 神吉康晴

Potential roles of super enhancers in inflammatory gene transcription

• DOI: 10.1111/febs.16089
• 发表时间: 2021-07-10
• 期刊: FEBS JOURNAL
• 影响因子: 5.4
• 作者: Higashijima, Yoshiki;Kanki, Yasuharu
• 通讯作者: Kanki, Yasuharu

TET1 upregulation drives cancer cell growth through aberrant enhancer hydroxymethylation of HMGA2 in hepatocellular carcinoma.

• DOI: 10.1111/cas.14897
• 发表时间: 2021-07
• 期刊: Cancer science
• 影响因子: 5.7
• 作者: Shirai K;Nagae G;Seki M;Kudo Y;Kamio A;Hayashi A;Okabe A;Ota S;Tsutsumi S;Fujita T;Yamamoto S;Nakaki R;Kanki Y;Osawa T;Midorikawa Y;Tateishi K;Ichinose M;Aburatani H
• 通讯作者: Aburatani H