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发现一氧化氮是DNA修饰的控制因子,成功开发出特异性抑制药,有望作为癌症等疾病治疗药应用

February 14, 2023

冈山大学
美国斯克里普斯研究所
东京药科大学
理化学研究所
鸟取大学
德岛大学
东京大学农学生命科学研究科


◆发表要点

  • DNA的甲基化修饰控制着基因表达,不过,根据环境和紧张状态变化,参与着各种各样的疾病发病。
  • 这个修饰在体内被怎样控制不明,不过,首次发现了一氧化氮(NO)抑制DNA甲基转移酶的活性。
  • 抑制药的开发成功,确认了对氧化应激引起的致癌模型(肿瘤形成)极其有效的作用。

 冈山大学学术研究院医齿药学域(药)上原孝教授和美国斯克里普斯研究所Stuart A.Lipton教授、东京药科大学生命科学部伊藤昭博教授、理化学研究所生命机能科学研究中心Kam Y.J. Zhang组长、鸟取大学医学部冈田太教授、德岛大学尖端酶学研究所片桐丰雅教授、东京大学研究生院农学生命科学研究科内田浩二教授等国际共同研究小组认为,一氧化氮(NO)引起DNA脱甲基化,其结果发现疾病相关基因被诱导。也成功开发了抑制这种现象的药物,明确了NO引起的肿瘤形成被戏剧性地抑制。该研究成果于2023年2月4日在英国综合科学杂志「Nature Communications」上作为Article刊登。
 高等生物具备通过DNA和组蛋白的化学修饰来调节基因表达水平的称为表观遗传2)的系统。我们逐渐了解这个机构的破绽与许多疾病发病有关。已知NO在调节血压、形成记忆、杀菌等方面起着重要的作用,但这次明确了NO是调节DNA化学修饰的生物体内因子。
本研究成果表明,NO通过基因组DNA甲基化调节调节各种基因表达,也与病情发病有关。今后,期待不仅有助于维持健康,还将有助于癌症,中枢神经变性疾病,新型冠状病毒感染症等的发病原因的阐明。

◆研究者表示

在投稿论文进行追加实验的阶段发生了新冠疫情,由于研究室的关闭等原因,一直没有进展,很辛苦。由于得到这个成果,应该追求的题目增加,现在,正积极推进研究。
上原教授

■论文信息
论文名:Pivotal role for S-nitrosylation of DNA methyltransferase 3B in epigenetic regulation of tumorigenesis
刊登:Nature Communications
作者:Kosaku Okuda, Kengo Nakahara, Akihiro Ito, Yuta Iijima, Ryosuke Nomura, Ashutosh Kumar, Kana Fujikawa, Kazuya Adachi, Yuki Shimada, Satoshi Fujio, Reina Yamamoto, Nobumasa Takasugi, Kunishige Onuma, Mitsuhiko Osaki, Futoshi Okada, Taichi Ukegawa, Yasuo Takeuchi, Norihisa Yasui, Atsuko Yamashita, Hiroyuki Marusawa, Yosuke Matsushita, Toyomasa Katagiri, Takahiro Shibata, Koji Uchida, Sheng-Yong Niu, Nhi B. Lang, Tomohiro Nakamura, Kam Y. J. Zhang, Stuart A. Lipton & Takashi Uehara
D O I:10.1038/s41467-023-36232-6
U R L:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36232-6
下划线是冈山大学本研究室所属的研究生、本科生。

■研究资金
 本研究由包括文部科学省科学研究费补助金(基础研究B(15H04649)(18H02579)、挑战性萌芽研究(25670029)(15K14952)、基础研究S(17H06170)、国立研究开发法人日本医疗研究开发机构(AMED)下一代癌症医疗创生研究事业(P-CREATE)“使用世界上首次特异性地阻止氧化引起的DNA甲基转移酶活性抑制的化合物的最新生物标志开发和癌症治疗战略构筑”(19cm0106436h0002)、JST桥渡研究战略推进计划(16lm0103011j0003)、德岛大学尖端酶学研究所“共同利用·共同研究”制度等的支援实施。

<详细研究内容>
发现一氧化氮是DNA修饰的控制因子,成功开发出特异性抑制药,有望作为癌症等疾病治疗药应用

<咨询窗口>
冈山大学学术研究院医齿药学域(药)
教授 上原 孝
(TEL) 086-251-7939
(FAX) 同上

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