京都大学大学院医学研究科 血液・腫瘍内科学

研究

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変異制御研究室

高折 晃史(教授)、白川 康太郎(講師)、松本 忠彦(助教)
堀澤 欣史(客員研究員)、武内 傑(研修員)、野村 亮介(大学院6年生)、田代裕介(大学院4年生)、Stanford Emani(大学院3年生)、Jelagat Caroline (大学院1年生)

研究室の紹介

発癌は遺伝子異常の蓄積の結果として起こります。次世代シークエンサーを用いた癌ゲノムの網羅的解析により遺伝子異常の配列の組み合わせからその原因により色々なパターンの遺伝子異常が明らかとなり、我々がHIV研究室で研究を続けてきたDNAシトシン脱アミノ化酵素APOBEC3に特徴的な遺伝子異常があることがわかりました。APOBEC3はDNAのシトシンを脱アミノ化してウラシルに置換することで最終的にシトシンからチミンへの遺伝子変異を導入する酵素です。当研究室ではこのAPOBEC3による遺伝子異常の蓄積が血液腫瘍を含む多くの悪性腫瘍で腫瘍のバイオロジーにどう影響するか、研究を続けています。

抗がん剤治療を終えたのち再発する悪性腫瘍は、治療初期の段階で遺伝子変異により治療抵抗性を獲得している腫瘍細胞をわずかに含んでおり、腫瘍のクローン進化が抗がん剤治療の妨げとなっています。APOBEC3による遺伝子変異はパッセンジャー変異だけでなくドライバー変異を含んでおり、腫瘍の性質の変化に影響していると考えられます。APOBEC3の酵素活性を阻害することにより遺伝子変異導入を制御することで一部の腫瘍の高悪性度化、薬剤耐性獲得、遠隔転移などの抑制につながる可能性があると考えられます。

当研究室では、これまでにHIV-1研究室で蓄積した分子生物学的手法にシングルセル解析やCRISPRスクリーニングなどの最新の手法を組み合わせ、京都大学内外の研究室と協力して、多発性骨髄腫や悪性リンパ腫などのリンパ系腫瘍を対象としてシトシン脱アミノ化による変異の導入と腫瘍クローン進化にフォーカスして研究を進めています。最近ではAPOBECだけでなくその他のDNA修飾酵素やその他の薬剤耐性のメカニズムを解析し、薬剤耐性を克服するための新規治療法開発につながるような新たな分子メカニズムを解析しています。

代表的な業績

  • Sakurada-Aono M, Sakamoto T, Kobayashi M, Takiuchi Y, Iwai F, Tada K, Sasanuma H, Hirabayashi S, Murakawa Y, Shirakawa K, Sakamoto C, Shindo K, Yasunaga JI, Matsuoka M, Pommier Y, Takeda S, Takaori-Kondo A. HTLV-1 bZIP factor impairs DNA mismatch repair system. Biochem Biophys Res Commun . 2023 May 21;657:43-49. doi: 10.1016/j.bbrc.2023.03.049. Epub 2023 Mar 21. PMID: 36972660
  • Kazuma Y, Shirakawa K, Tashiro Y, Yamazaki H, Nomura R, Horisawa Y, Takeuchi S, Stanford E, Konishi Y, Matsui H, Matsumoto T, Tanabe F, Morishita R, Ito S, Takaori-Kondo A. ILF2 enhances the DNA cytosine deaminase activity of tumor mutator APOBEC3B in multiple myeloma cells. Sci Rep . 2022 Feb 10;12(1):2278. doi: 10.1038/s41598-022-06226-3. PMID: 35145187
  • Hirabayashi S, Shirakawa K, Horisawa Y, Matsumoto T, Matsui H, Yamazaki H, Sarca AD, Kazuma Y, Nomura R, Konishi Y, Takeuchi S, Stanford E, Kawaji H, Murakawa Y, Takaori-Kondo A. APOBEC3B is preferentially expressed at the G2/M phase of cell cycle. Biochem Biophys Res Commun . 2021 Mar 26;546:178-184. doi: 10.1016/j.bbrc.2021.02.008.
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  • Matsumoto T, Shirakawa K, Yokoyama M, Fukuda H, Sarca AD, Koyabu S, Yamazaki H, Kazuma Y, Matsui H, Maruyama W, Nagata K, Tanabe F, Kobayashi M, Shindo K, Morishita R, Sato H, Takaori-Kondo A. Protein kinase A inhibits tumor mutator APOBEC3B through phosphorylation. Sci Rep . 2019 Jun 5;9(1):8307. doi: 10.1038/s41598-019-44407-9. PMID: 31165764
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