腸上皮幹細胞の胎児化による大腸癌発生機構の解明

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腸上皮は人体で最も細胞の新陳代謝が速い組織であり、幹細胞からの組織更新により絶えず細胞が置き換えられている。この活発な組織更新を反映して腸上皮は癌化しやすく、大腸癌の罹患率は全ての癌の中でも上位を占めている。近年、腸上皮の高い再生能を支え、大腸癌の発生にも関わるメカニズムとして、幹細胞の胎児化が注目されている。本研究では、申請者が独自に開発した腸上皮幹細胞の胎児化誘導法を用いて、幹細胞胎児化の分子機構を解明し、腸上皮腫瘍の形成過程における幹細胞胎児化の意義を明らかにすることを目的としている。今年度は先ず、腸上皮細胞の培養に用いる合成ハイドロゲルの最適化を行った。その結果、特定範囲の正荷電を有するゲル上で腸上皮細胞が効率よく接着し、増殖することを見出した。次に、RNA-seqによる網羅的な遺伝子発現解析を行い、このハイドロゲル培養後の腸細胞では、全般的な遺伝子発現状態が胎児腸上皮様に変化する（胎児化する）ことを示した。さらに、発現変動遺伝子のプロモーター解析により、遺伝子発現変化を担う転写制御因子の候補を多数同定した。これらの因子のうち、Hippo経路のエフェクター分子であるYAPについては、過剰発現により合成ハイドロゲルによる腸上皮細胞の胎児化を促進することも示した。従って、合成ハイドロゲル上での培養は、腸上皮細胞においてYAPを活性化することで、胎児化を誘導すると考えられる。さらに、ヒト大腸癌細胞株においても、合成ハイドロゲル上での培養は、胎児腸特異的遺伝子の発現を誘導した。以上のように本年度は、合成ハイドロゲルによる腸上皮細胞の胎児化誘導法の最適化を行い、大腸癌細胞においても胎児化の誘導に成功した。また、胎児化誘導に関わる分子としてYAPを同定するなど、次年度以降の研究に繋がる成果を得た。