PADI2 suppresses proliferation of colon cancer cells through protein citrullination

• Project/Area Number: 16K07107
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Tumor biology
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Funayama Ryo 東北大学, 医学系研究科, 助教 (20452295)
• Research Collaborator: Nakayama keiko ; TANIGUCHI hajime
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: シトルリン化 / PADI2 / 大腸がん / 翻訳後修飾

Outline of Final Research Achievements

PADI2 was expressed in normal colon epithelial cells and downregulated during colon carcinogenesis. Overexpression of PADI2 suppressed proliferation of colon cancer cells in vitro concomitant with increased protein citrullination. The growth defect was not caused by increased apoptosis but by suppression of cell cycle progression. Some citrullinated proteins were found in normal colon tissues. Our data thus suggest that PADI2 suppresses proliferation of colon epithelial cells through protein citrullination, and that downregulation of PADI2 expression might contribute to colon carcinogenesis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

タンパク質のシトルリン修飾の異常は関節リウマチやアルツハイマー病の進行に関与しているが、シトルリン修飾の異常がどのように病態を引き起こすのかは不明である。本研究では、大腸がんの進行の過程でシトルリン化酵素PADI2の発現量が低下することを見出した。また、PADI2によるタンパク質のシトルリン化は大腸上皮細胞の増殖を抑制することを明らかにした。タンパク質のシトルリン修飾状態の変化が細胞の増殖能を通して大腸組織のがん化に影響することを明らかにした点に意義がある。

Research Products

• [Journal Article] Protein-arginine deiminase 2 suppresses proliferation of colon cancer cells through protein citrullination. (2017)
  • Author(s): Funayama R, Taniguchi H, Mizuma M, Fujishima F, Kobayashi M, Ohnuma S, Unno M, Nakayama K.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 108 Issue: 4 Pages: 713-718
  • DOI: 10.1111/cas.13179
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Wnt-beta-catenin signaling regulates ABCC3 (MRP3) transporter expression in colorectal cancer. (2016)
  • Author(s): Kobayashi, M., Funayama, R., Ohnuma, S., Unno, M., Nakayama, K.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 107 Issue: 12 Pages: 1776-1784
  • DOI: 10.1111/cas.13097
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] PADI2 suppresses proliferation of colon cancer cells through protein citrullination (2019)
  • Author(s): Keiko Nakayama, Ryo Funayama, Hajime Taniguchi
  • Organizer: 11th AACR-JCA Joint Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 大腸がんにおけるFibulin 2スプライスバリアントの役割 (2018)
  • Author(s): 舟山亮, 遠山慎吾, 高唯真, 中山啓子
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 次世代シーケンサーを用いた大腸がん組織のトランスクリプトーム解析. (2018)
  • Author(s): 舟山亮, 中山啓子.
  • Organizer: 第1回若手研究者交流会.
• [Presentation] 大腸がんにおけるタンパク質シトルリン化酵素PADI2の役割. (2016)
  • Author(s): 舟山亮, 谷口肇, 水間正道, 藤島史喜, 小林実, 大沼忍, 海野倫明, 中山啓子.
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会.
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-01
• [Remarks] 東北大学大学院医学系研究科細胞増殖制御分野ホームページ
  • URL: http://www.devgen.med.tohoku.ac.jp/index.html