Epigenome abnormality in leukemic stem cells

近年、がんは加齢など環境因子に伴うエピゲノム変異に加えて、遺伝子変異や染色体異常などのゲノム変異が付加蓄積した病態としても新たに認識されつつある。ただし、こうした変異の協調作用によるがん発症のメカニズムは未だ明らかでない。こうした状況の中、申請者は“BCR-ABLチロシンキナーゼによるTIF1betaリン酸化を介したエピゲノム制御異常がCML幹細胞を発生・進展させる”仮説を得た。本研究ではこれらのエピゲノムとCMLとの関わりについて明らかにすることを目的とする。細胞株を用いた実験では内在性TIF1betaをノックダウンした後に、TIF1betaまたはTIF1beta-3YFリン酸化欠失変異体を導入したヒト白血病細胞株K562を樹立した。この細胞株を用いてFLAG-TIF1betaまたはFLAG-TIF1beta-3YF結合蛋白を精製した後にLC/MS解析によって、TIF1betaチロシンリン酸化特異的なクロマチン結合複合体のタンパク質を同定している。同定した因子の中から新たな治療標的因子としてタンパク質Xを見出し、阻害剤によってK562細胞の増殖が抑えられることを明らかにしている。BCR-ABL/TIFbetaKOマウスでは著しくCMLの進展を阻害し、一部のマウスでは白血病幹細胞を含めて白血病が消失した。これらのメカニズムについて明らかにするために、白血病幹細胞画分においてRNA-sequence解析を行った。その結果、BCR-ABLによって転写が変化する白血病遺伝子群の半分がTIF1betaが欠損した状態では変化しなかったことから、TIF1betaの機能変化はBCR-ABLによって誘導される白血病幹細胞の発生に重要であることが明らかになった。これらのことから、TIF1betaが重要な治療ターゲットの一つとなりうることが示唆された。

近年、がんは加齢など環境因子に伴うエピゲノム変異に加えて、遺伝子変異や染色体異常などのゲノム変異が付加蓄積した病態としても新たに認識されつつある。ただし、こうした変異の協調作用によるがん発症のメカニズムは未だ明らかでない。こうした状況の中、申請者は“BCR-ABLチロシンキナーゼによるTIF1betaリン酸化を介したエピゲノム制御異常がCML幹細胞を発生・進展させる”仮説を得た。本研究ではこれらのエピゲノムとCMLとの関わりについて明らかにすることを目的とする。細胞株を用いた実験では内在性TIF1betaをノックダウンした後に、TIF1betaまたはTIF1beta-3YFリン酸化欠失変異体を導入したヒト白血病細胞株K562を樹立した。この細胞株を用いてFLAG-TIF1betaまたはFLAG-TIF1beta-3YF結合蛋白を精製した後にLC/MS解析によって、TIF1betaチロシンリン酸化特異的なクロマチン結合複合体のタンパク質を同定している。同定した因子の中から新たな治療標的因子としてタンパク質Xを見出し、阻害剤によってK562細胞の増殖が抑えられることを明らかにしている。BCR-ABL/TIFbetaKOマウスでは著しくCMLの進展を阻害し、一部のマウスでは白血病幹細胞を含めて白血病が消失した。これらのメカニズムについて明らかにするために、白血病幹細胞画分においてRNA-sequence解析を行った。その結果、BCR-ABLによって転写が変化する白血病遺伝子群の半分がTIF1betaが欠損した状態では変化しなかったことから、TIF1betaの機能変化はBCR-ABLによって誘導される白血病幹細胞の発生に重要であることが明らかになった。これらのことから、TIF1betaが重要な治療ターゲットの一つとなりうることが示唆された。