サイトカインシグナルを分子基盤とした癌細胞の増殖制御機構の解析

• Project/Area Number: 14028050
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 田賀 哲也 熊本大学, 発生医学研究センター, 教授 (40192629)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 信久 幾夫 熊本大学, 発生医学研究センター, 助手 (40332879)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥41,200,000 (Direct Cost: ¥41,200,000); Fiscal Year 2004: ¥13,600,000 (Direct Cost: ¥13,600,000); Fiscal Year 2003: ¥13,600,000 (Direct Cost: ¥13,600,000); Fiscal Year 2002: ¥14,000,000 (Direct Cost: ¥14,000,000)
• Keywords: サイトカイン / 細胞増殖 / 細胞分化 / シグナル伝達 / 癌幹細胞 / グリオーマ / プロテインキナーゼ / 血球細胞 / 造血 / AGM / gp130 / FIM / Lnk / Spred-2 / 転写因子 / c-Kit / p53 / STAT3

Research Abstract

生体内各器官の形成と維持においては、それらを構成する種々の細胞群の増殖と分化がサイトカインなど細胞外来性のシグナルにより精妙に制御されることが必要であり、その破綻が発癌に至ると考えられる。また、癌の再発や転移に癌幹細胞が関与していることが示唆されていることから、癌幹細胞の特性を知り、その維持機構や増殖・分化制御機構を解明することは癌幹細胞をターゲットとした治療法の開発に重要であると考えられる。本研究は、細胞増殖を正に制御するサイトカインシグナルと負に制御するシグナルの相互作用に焦点をあてた癌細胞の増殖制御機構の解明を目指すとともに、癌細胞株における癌幹細胞の同定とその悪性度への関与の解析を目的とした研究も実施した。前者のプロジェクトについては特に、SCF、bFGFおよびOSMの3つのサイトカインで血球が出現する胎生期マウス造血組織であるAGM領域のin vitro培養系を用いて、細胞増殖を負に制御するしくみに取り組んだ。AGM領域で起こる血球細胞の輩出機構の詳細を明らかにするために、OSMによるシグナルの下流で働き、AGM領域から輩出される血球細胞の増殖に関与する転写因子STAT3をリン酸化するHIPK2の血球細胞分化に対する影響を解析した。AGM領域についE10.5胚の大動脈とその周辺領域におけるHIPK2の発現を認めた上で、野生型HIPK2をAGM分散培養系に強制発現させたところ、未分化血球マーカー陽性細胞の輩出が減少することを確認した。この結果から、HIPK2は血球細胞の輩出を負に制御していることが示唆された。さらにHIPK2の各ドメインの機能を欠失した変異体を用いて解析したところ、血球細胞輩出の抑制には核移行シグナルを含む配列とキナーゼドメインが重要であることがわかった。また後者のプロジェクトについては、グリオーマ細胞株C6における癌幹細胞を、Hoechst33342 dyeでの染色性に基づいて同定し、その悪性度への関与を明らかにすることができた。

Research Products

• [Journal Article] Stage-and site-specific DNA demethylation during neural cell development from embryonic stem cells. (2005)
  • Author(s): K.Shimozaki, et al.
  • Journal Title: J.Neurochem. 93 Pages: 432-439
• [Journal Article] Cell fate determination regulated by a transcriptional signal network in the developing mouse brain. (2005)
  • Author(s): S.Fukuda, et al.
  • Journal Title: Anat.Sci.Int. 80 Pages: 12-18
• [Journal Article] Targeted disruption of the mouse ELYS gene results in embryonic death at peri-implantation development. (2004)
  • Author(s): K.Okita, et al.
  • Journal Title: Genes to Cells 9 Pages: 1093-1091
• [Journal Article] Roles of lipid rafts in integrin-dependent adhesion and gp130 signaling pathway in mouse embryonic neural precursor cells. (2004)
  • Author(s): M.Yanagisawa, et al.
  • Journal Title: Genes to Cells 9 Pages: 801-809
• [Journal Article] Development stage dependent regulation of DNA methylation and modification in a immature astrocyte specific gene promoter. (2004)
  • Author(s): M.Namihira, et al.
  • Journal Title: FEBS Lett. 572 Pages: 184-188
• [Journal Article] Treatment of spinal cord injury by transplantation of fetal neural precursor cells engineered to express BMP inhibitor. (2004)
  • Author(s): T.Setoguchi, et al.
  • Journal Title: Exp.Neurol. 189 Pages: 33-44
• [Journal Article] Cancer stem cells persist in many cancer cell lines. (2004)
  • Author(s): T.Setoguchi, et al.
  • Journal Title: Cell Cycle 3 Pages: 414-415
• [Journal Article] Persistence of a small subpopulation of cancer stem-like cells in the C6 glioma cell line. (2004)
  • Author(s): T.Kondo, et al.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acid.Sci.USA 101 Pages: 781-786
• [Journal Article] Spred-2 suppresses aorta-gonad mesonephros hematopoiesis by inhibiting MAP kinase activation. (2004)
  • Author(s): I.Nobuhisa, et al.
  • Journal Title: J.Exp.Med. 199 Pages: 737-742
• [Journal Article] Negtive regulatory effect of an oligodendrocytic bHLH factor OLIG2 on the astrocytic differentiation pathway. (2004)
  • Author(s): S.Fukuda, et al.
  • Journal Title: Cell Death Differ. 11 Pages: 196-202
• [Journal Article] Negative regulation of hematopoiesis by the fused in myeloproliferative disoeders gene product. (2004)
  • Author(s): H.Inoue, et al.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 313 Pages: 125-128
• [Publications] Takizawa, M.et al.: "Requirement of gp130 Signaling for the AGM Hematopoiesis."Experimental Hematology. 31. 283-289 (2003)
• [Publications] Nobuhisa, I.et al.: "Regulation of hematopoietic development inthe aorta-gonad-mesonephros region mediated by Lnk adaptor protein."Melecular and Cellular Biology. 23. 8486-8494 (2003)
• [Publications] Takizawa, T.et al.: "Enhanced gene activation by Notch and BMP signaling cross-talk."Nucleic Acid Research. 31. 5723-5731 (2003)
• [Publications] Inoue, H.et al.: "Negative regulation of hematopoiesis by the fused in myeloproliferative disorders gene product."Biochemical Biophysical Research Communication. 313. 125-128 (2004)
• [Publications] Nobuhisa, I.et al.: "Spres-2 suppresses aorta-gonad-mesonephros hematopoiesis by inhibiting MAP kinase activation."Journal of Experimental Medicine. 199. 737-742 (2004)
• [Publications] Kondo, T.et al.: "Persistence of a small subpopulation of cancer stem-like cells in the C6 glioma cell line."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 101. 781-786 (2004)
• [Publications] Takizawa, M., Nobuhisa, I., Igarashi, K., Ueno, M., Nakashima, K., Kitamura, T., Taga, T.: "Requirement of gp130 Signaling for the AGM hematopoiesis"Experimental Hematology. (in press). (2003)
• [Publications] Uemura, A., Takizawa, T., Ochiai, W., Yanagisawa, M., Nakashima, K., Taga, T.: "Cardiotrophin-like cytokine induces astrocyte differentiation of fetal neuroepithelial cells via activation of STAT3"Cytokine. 18. 1-7 (2002)
• [Publications] Hatta, T., Moriyama, K., Nakashima, K., Taga, T., Otani, H.: "The role of the gp130 signal in cerebral cortex development : in vivo functional dissection analysis by mouse exo utero development system"Journal of Neuroscience. 22. 5516-5524 (2002)
• [Publications] Kimura, N., Takizawa, M., Okita, K., Natori, O., Igarashi, K., Ueno, M., Nakashima, K., Nobuhisa, I., Taga, T.: "Identification of a novel transcription factor, ELYS, expressed predominantly in mouse fetal hematopoietic tissues"Genes and Cells. 7. 435-446 (2002)
• [Publications] Nakashima, K., Taga, T.: "Mechanism underlying cytokine-mediated cell fate regulation in the nervous system"Molecular Neurobiology. 25. 233-244 (2002)