胃がん・大腸がんにおいて変異SMAD4がもたらすエピゲノム制御異常と病態への関与

本研究課題では体細胞変異の頻度が高い遺伝子SMAD4に注目し、その変異がもたらす分子機能の変化について超並列シーケンサーを用いたゲノム結合部位の解析などを通して、俯瞰的立場から明らかにすることを目的としている。これによりSMAD4の機能喪失及び機能獲得の両側面について癌の進展との関係を見出すことを期待している。SMAD4のホットスポット変異のある細胞株でのChIP-seqデータの解析から、変異SMAD4のゲノムへの結合は消失せずある程度保持されていることが明らかになった。免疫沈降実験の結果からSMAD3やSMAD2との複合体形成は一部損なわれていることが示唆されていたことから、変異SMAD4がゲノム上に留まることで転写活性への影響を生じることが考えられた。さらに野生型SMAD4を発現するがん細胞株でのChIP-seqデータとの比較では、変異SMAD4結合部位の多くが野生型の結合部位と一致していた。RNA-seqによる変異SMAD4ノックダウンの遺伝子発現への影響が示唆されたためCRISPR/Cas9により新たに安定的なSMAD4発現抑制細胞を樹立し、エピゲノム状態の変化・特に転写活性化状態の変化について解析するためChIP-seqデータを取得した。一方で大腸がん細胞で変異SMAD4発現抑制細胞を得る実験やマウス担がんモデルの樹立を試みたものの評価可能な細胞・モデルは得られなかった。以上の結果を踏まえて今後は胃がん細胞での転写制御機構・特にエピゲノム変化との関係に注目して変異SMAD4の機能の解析を続けるとともに、下流遺伝子の役割についても探索する計画である。

本研究課題では体細胞変異の頻度が高い遺伝子SMAD4に注目し、その変異がもたらす分子機能の変化について超並列シーケンサーを用いたゲノム結合部位の解析などを通して、俯瞰的立場から明らかにすることを目的としている。これによりSMAD4の機能喪失及び機能獲得の両側面について癌の進展との関係を見出すことを期待している。SMAD4のホットスポット変異のある細胞株でのChIP-seqデータの解析から、変異SMAD4のゲノムへの結合は消失せずある程度保持されていることが明らかになった。免疫沈降実験の結果からSMAD3やSMAD2との複合体形成は一部損なわれていることが示唆されていたことから、変異SMAD4がゲノム上に留まることで転写活性への影響を生じることが考えられた。さらに野生型SMAD4を発現するがん細胞株でのChIP-seqデータとの比較では、変異SMAD4結合部位の多くが野生型の結合部位と一致していた。RNA-seqによる変異SMAD4ノックダウンの遺伝子発現への影響が示唆されたためCRISPR/Cas9により新たに安定的なSMAD4発現抑制細胞を樹立し、エピゲノム状態の変化・特に転写活性化状態の変化について解析するためChIP-seqデータを取得した。一方で大腸がん細胞で変異SMAD4発現抑制細胞を得る実験やマウス担がんモデルの樹立を試みたものの評価可能な細胞・モデルは得られなかった。以上の結果を踏まえて今後は胃がん細胞での転写制御機構・特にエピゲノム変化との関係に注目して変異SMAD4の機能の解析を続けるとともに、下流遺伝子の役割についても探索する計画である。