大腸癌に対するヒストン脱アセチル化酵素阻害剤の抗腫瘍効果の作用機構の解析

• Project/Area Number: 12877196
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Digestive surgery
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 酒井 敏行 京都府立医科大学, 医学部, 教授 (20186993)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 曽和 義広 京都府立医科大学, 医学部, 講師 (70315935) ; 山岸 久一 京都府立医科大学, 医学部, 教授 (40128723)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2001: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2000: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤 / p21 / WAF1 / G2 / M期 / gadd45 / Oct-1 / CCAAT / NF-Y / telomerase / 酪酸 / Sp3 / 細胞周期 / 抗癌剤 / 転写抑制 / 転写活性化

Research Abstract

食物繊維の代謝産物である酪酸が細胞の増殖を抑制し、その抑制作用は酪酸の有するヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害能によるp21/WAF1遺伝子の発現誘導によることを我々は以前に報告している。
その後、HDAC阻害剤による抗腫瘍効果は数多く報告されており、そのほとんど全てでp21/WAF1の誘導が確認されている。しかしながらP21/WAF1誘導のみでは説明のつかない影響も認められ、p21/WAF1以外のHDAC阻害剤の標的遺伝子の存在が示唆されていた。
本年度において、p21/WAF1以外のHDAC阻害剤の標的遺伝子の同定を検討した。HDAC阻害剤処理によりG1期停止のみならずG2/M期停止も観察されたことから、G2/M期停止に関与する遺伝子がHDAC阻害剤の標的遺伝子であると考え、G2/M期停止、アポトーシス、DNA傷害に関与する遺伝子であるgadd45遺伝子の発現に注目した。その結果、gadd45遺伝子はHDAC阻害剤処理によりp53非依存的に誘導されることを見出した(gadd45はp21/WAF1同様p53標的遺伝子でもある)。
HDAC阻害剤によるgadd45発現誘導はそのプロモーター領域を介するもので、この活性化にはOct配列とCCAAT配列が必要であることが判明し、この配列にはそれぞれ転写因子Oct-1とNF-Yが結合していた。これらの転写因子はHDAC阻害剤処理で量的変化は示さなかったが、HDACと結合することが知られているSMRTがOct-1に結合していることを見出した。従って、HDAC阻害剤によるgadd45遺伝子の転写活性化は、通常はHDACにより抑制されているgadd45遺伝子がHDAC阻害剤により脱抑制されると考えられた。
現在この研究結果は国際誌に投稿中である。
また共同研究により、HDAC阻害剤がtelomeraseの発現にも関与することを報告した。

Research Products

• [Publications] Takakura M, Kyo S, Sowa Y, Wang Z, Yatabe N, Maida Y, Tanaka M, Inoue M: "Telomerase activation by histone deacetylase inhibitor in normal cells"Nucleic Acids Res.. 29・14. 3006-3011 (2001)
• [Publications] Yoshida T, Maeda A, Tani N, Sakai T: "Promoter structure and transcription initiation sites of the human Death Receptor 5/TRAIL-R2 gene"FEBS Letters. 507. 381-385 (2001)
• [Publications] Matikainen T, Perez GI, Jurisicova A, Pru JK, Schlezinger JJ, Ryu HY, Laine J, Sakai T, Korsmeyer SJ, Casper RF, Sherr DH, Tilly JL: "Aromatic hydrocarbon receptor-driven Bax gene expression is required for premature ovarian failure caused by biohazardous environmental chemicals"Nature Genet.. 28. 355-360 (2001)
• [Publications] Takahashi S, Saito S, Ohtani N, Sakai T: "Involvement of the Oct-1 regulatory element of the gadd45 promoter in the p53-independent response to ultraviolet irradiation"Cancer Research. 61. 1187-1195 (2001)
• [Publications] Kanemitsu N, Kato MV, Bai F, Miki T, Inoue T, Sakai T: "Correlation between induction of the mac25 gene and anti-proliferative effects of 1,25(OH)2-D3 on breast cancer and leukemic cells"Int. J. Mol. Med. 7. 515-520 (2001)
• [Publications] Onishi K, Kato MV, Bai F, Sakai T: "SMRT as a T3SF-binding protein"Int. J. Oncol.. 18. 985-989 (2001)
• [Publications] Maeda A, Yoshida T, Kusuzaki K, Sakai T: "The characterization of the human Siah-1 promoter"FEBS Letters. 512. 223-226 (2002)
• [Publications] Sowa Y,Sakai T: "Butyrate ; as a model for "Gene-regulating chemoprevention and chemotherapy""BioFactors. 12. 283-287 (2000)
• [Publications] Huang L,Sowa Y,Sakai T,Pardee AB: "Activation of the p21 WAF1/CIP1 promoter independent of p53 by the histone deacetylase inhibitor suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA) through the Sp1 sites"Oncogene. 19. 5712-5719 (2000)