正常上皮細胞とＲａｓ変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索

• Project/Area Number: 14J02366
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Tumor biology
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 八子 優太 北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 細胞競合 / Ras変異細胞 / COX-2 / Ras / Apical Extrusion / SILAC / マイクロアレイ / ADAMDEC1 / apical extrusion / EDAC

Outline of Annual Research Achievements

我々の研究室ではRas変異細胞が正常上皮細胞より生じた際に、細胞競合の結果として変異細胞が細胞層から排除されることを明らかにした。一方で一部の変異細胞は細胞層に留まることより、変異細胞の排除を抑制するメカニズムの存在も考えられるが、その分子メカニズムに関してはほとんど明らかになっていない。そこで本研究では、変異細胞に隣接する正常細胞で特異的に発現増加し、変異細胞排除の促進／抑制を制御するタンパク質の同定および機能解析を行った。
遺伝子発現比較解析の結果、変異細胞に隣接する正常細胞で発現増加しているタンパク質としてCOX-2を同定した。本年度はこのCOX-2について解析を進めた。その結果、(1)正常細胞と変異細胞の混合培養条件下でプロスタグランジンE2生産が亢進すること、(2)プロスタグランジンE2の増加は隣接正常細胞において変異細胞側へのFilamin集積を抑制し、結果としてRas変異細胞の排除を抑制することを明らかにした。さらに、(3)変異細胞に隣接する細胞におけるCOX-2の発現抑制、あるいはプロスタグランジン合成阻害薬（NDAIDs）の添加によりプロスタグランジンE2の生産が抑制されること、および(4)その結果として変異細胞の排除が促進されることを明らかにした。これらの結果はCOX-2が変異細胞の周囲の正常細胞で発現上昇し、変異細胞排除を抑制する新たな細胞競合制御因子であることを示している。また、がんの超初期段階において新たに生じた変異細胞は、周囲の正常細胞に影響を及ぼすことで自身の排除を抑制する働きを持つことを示唆している。
本研究の結果を踏まえ、今後細胞競合モデルマウスを用い生体内での解析を進めることにより、超初期段階での変異細胞排除促進による新たながん治療法の開発が期待される。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Rab5-regulated endocytosis plays a crucial role in apical extrusion of transformed cells. (2017)
  • Author(s): S. Saitoh, T. Maruyama, Y. Yako, M. Kajita, Y. Fujioka, Y. Ohba, N. Kasai, N. Sugama, S. Kon, S. Ishikawa, T. Hayashi, T. Yamazaki, M. Tada and Y. Fujita.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Volume: 114 Issue: 12
  • DOI: 10.1073/pnas.1602349114
  • NAID: 120006346108
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cell competition with normal epithelial cells promotes apical extrusion of transformed cells through metabolic changes. (2017)
  • Author(s): Shunsuke Kon, et al.
  • Journal Title: Nature Cell Biology Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 530-541
  • DOI: 10.1038/ncb3509
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] EphA2 Drives the Segregation of Ras-Transformed Epithelial Cells from Normal Neighbors. (2016)
  • Author(s): Porazinski,S., Navascues, J., Yako, Y., Hill, W., Jones, M.R., Maddison, R., Fujita, Y., and Hogan, C.
  • Journal Title: Current Biology Volume: 5 Issue: 23 Pages: 3220-3229
  • DOI: 10.1016/j.cub.2016.09.037
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A role of the sphingosine-1-phosphate (S1P)- S1P receptor 2 pathway in Epithelial Defense Against Cancer (EDAC) (2015)
  • Author(s): Yamamoto, S., Yako, Y., Fujioka, Y., Kajita, M., Kameyama, T., Kon, S., Ishikawa, S., Ohba, Y., Ohno, Y., Kihara, A., and Fujita, Y.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 27（3） Issue: 3 Pages: 491-499
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-03-0161
  • NAID: 120005740332
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] EPLIN is a crucial regulator for extrusion of RasV12-transformed cells. (2015)
  • Author(s): Ohoka, A., Kajita, M., Ikenouchi, J., Yako, Y., Kitamoto, S., Kon, S., Ikegawa, M., Shimada, T., Ishikawa, S., and Fujita, Y.
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: 128 Pages: 781-789
  • DOI: 10.1242/jcs.163113
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Filamin acts as a key regulator in epithelial defence against transformed cells. (2014)
  • Author(s): Kajita M., Sugimura, K., Ohoka, A., Burden, J., Suganuma, H., Ikegawa, M., Shimada, T., Kitamura, T., Shindoh, M., Ishikawa, S., Yamamoto, S., Saitoh, S., Yako, Y., Takahashi, R., Okajima, T., Kikuta, J., Maijima, Y., Ishii, M., Tada, M., and Fujita, Y.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 5 Issue: 1 Pages: 4428-4428
  • DOI: 10.1038/ncomms5428
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 正常上皮細胞とRas変異細胞の相互作用におけるCOX-2の関与 (2017)
  • Author(s): 八子優太
  • Organizer: 第6回細胞競合コロキウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2016)
  • Author(s): 八子優太
  • Organizer: 第68回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-06-15
• [Presentation] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2016)
  • Author(s): 八子優太、藤田恭之
  • Organizer: 第5回細胞競合コロキウム
  • Place of Presentation: 定山渓ビューホテル（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-17
• [Presentation] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • Author(s): 八子優太、藤田恭之
  • Organizer: 第2回六甲医学研究会
  • Place of Presentation: 六甲山ホテル（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-10-30
• [Presentation] Search for Proteins that Specifically Function at the Boundary between Normal and RasV12-transformed Epithelial Cells (2015)
  • Author(s): Yuta YAKO and Yasuyuki FUJITA
  • Organizer: The 1st International Symposium of Cell Competition
  • Place of Presentation: 芝蘭会館（京都府京都市）
  • Year and Date: 2015-09-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • Author(s): 八子優太、藤田恭之
  • Organizer: 第67回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-06-30
• [Presentation] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • Author(s): 八子優太、藤田恭之
  • Organizer: 第１回細胞生物若手の会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-06-29
• [Presentation] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • Author(s): 八子優太、藤田恭之
  • Organizer: 第4回細胞競合コロキウム
  • Place of Presentation: 定山渓ホテル（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-03-12 – 2015-03-14
• [Presentation] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • Author(s): 八子優太、藤田恭之
  • Organizer: 新学術領域研究「細胞競合」 第二回領域会議
  • Place of Presentation: 門司港ホテル（福岡県北九州市）
  • Year and Date: 2015-01-13 – 2015-01-14
• [Presentation] Search for proteins that specifically function at the boundary between normal and RasV12-transformed epithelial cells. (2014)
  • Author(s): 八子優太、藤田恭之
  • Organizer: The 6th IGM research workshop
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-12-24
• [Presentation] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2014)
  • Author(s): 八子優太、藤田恭之
  • Organizer: 六甲医学研究会
  • Place of Presentation: 六甲山ホテル（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-08
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.igm.hokudai.ac.jp/oncology/index.html
• [Remarks] 新学術領域「細胞競合」
  • URL: http://cell-competition.com/