Mechanism of cell death in tetraploid cells generated from mitotic slippage

• Project/Area Number: 18K06221
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44010:Cell biology-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 井上 敏昭 鳥取大学, 医学部, 准教授 (80305573)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古倉 健嗣 鳥取大学, 医学部, 助教 (30344039)
• Project Period (FY): 2018 – 2020
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: SIRT2 / p53 / p21 / Myc / 抗がん剤 / 細胞死 / M期停止 / 四倍体化 / Death in Mitosis / Post-slippage cell death / オートファジー / 微小核

Outline of Annual Research Achievements

紡錘体チェックポイントは、全ての染色体が紡錘体と正しく結合するまで分配されないようM期停止させる監視機構である。紡錘体を標的とする抗癌剤(微小管阻害剤)としての作用機序は、紡錘体チェックポイントを発動させ、二つの細胞死を誘導することにある。二つはM期停止中のアポトーシス(Death in Mitosis ; 以下DiM)である。しかしM期停止は永続せず、紡錘体が破壊されたままでも一定時間後にM期停止は終了し、DiMで死ななかった細胞は、染色体分配されないままG1期ヘスリップし、四倍体化する。このとき一部の細胞で第二の細胞死(Post-Slippage Death ; 以下PSD)が起きる。この二つの細胞死が紡錘体を標的とする抗癌剤の感受性を左右する。この2つの細胞死について、我々はSIRT2が関わることを見出していた。本研究では、その機能解明を進め、SIRT2の下流として、p53-p21経路、Myc・オートファジー経路、微小核形成を見出した。
SIRT2はP/CAFを介してP53-p21の経路を制御していた。p53のユビキチン化酵素MDM2に対するユビキチン化酵素の一つにP/CAFがある。SIRT2はP/CAFとタンパク質同士で結合→脱アセチルによるP/CAF不安定化→MDM安定化でp53発現を抑制していた。SIRT2がp53蛋白安定性を制御する機序については、日本癌学会発表で報告し、さらに論文として報告した。これまでの研究でp53の代表的標的遺伝子であるp21が微小管阻害剤処理でM期停止した細胞の細胞死を抑制するという、制癌においては負の側面を見出した。この場合のp21の作用機序は不明であり、従来想定されていたCDK1阻害ではない。このことより、SIRT2はPSDだけでなく、p21を介してM期停止中の細胞死を制御していることが明らかになった。今後、諸兄姉によって、SIRT2が標的とするMycおよびオートファジー関連分子や微小核形成に着目したPSDの研究の進展が期待される。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ハルビン医科大学(中国)
• [Int'l Joint Research] ハルビン医科大学(中国)
• [Journal Article] Stabilization of P/CAF, as a ubiquitin ligase toward MDM2, suppresses mitotic cell death through p53-p21 activation in HCT116 cells with SIRT2 suppression. (2019)
  • Author(s): Li Y, Kokura K, Inoue T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 508 Issue: 1 Pages: 208-236
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.11.136
  • NAID: 120006776189
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 生細胞で骨分化をモニターできるヒト不死化間葉系幹細胞株の樹立 (2020)
  • Author(s): 奈良井節, 綿世諒平, 中山祐二, 小谷勇, 井上敏昭, 古倉健嗣
  • Organizer: 第19回日本再生医療学会
• [Presentation] 生細胞で骨分化をモニタリングできるヒト間葉系幹細胞株の樹立 (2019)
  • Author(s): 奈良井節, 綿世諒平, 古倉健嗣, 井上敏昭, 田村隆行, 小谷勇
  • Organizer: 第48回(公社)日本口腔外科学会中国四国支部学術集会
• [Presentation] 骨分化の新規ハイスループットスクリーニング系樹立の試み (2019)
  • Author(s): 奈良井 節, 綿世諒平, 加藤基伸, 井上敏昭, 古倉健嗣, 小谷 勇, 押村光雄
  • Organizer: 第18回日本再生医療学会
• [Presentation] マウス・ヒト細胞株を用いた簡便なin vitro腎毒性応答の検出 (2018)
  • Author(s): 古倉 健嗣、井上 敏昭、安西 尚彦、大林 徹也
  • Organizer: 第59回日本生化学会中国・四国支部例会
• [Presentation] 骨分化の新規ハイスループットスクリーニング系樹立の試み (2018)
  • Author(s): 奈良井 節、綿世 諒平、加藤 基伸、井上 敏昭、古倉 健嗣、小谷 勇、押村 光雄
  • Organizer: 第59回日本生化学会中国・四国支部例会
• [Presentation] 基底オートファジーがM期停止からの細胞死を制御する機構 (2018)
  • Author(s): 加藤 芙美乃、李 艶澤、井上 敏昭
  • Organizer: 第59回日本生化学会中国・四国支部例会
• [Presentation] 骨分化の新規ハイスループットスクリーニング系樹立 (2018)
  • Author(s): 奈良井 節, 綿世諒平, 古倉健嗣, 加藤基伸, 押村光雄,井上敏昭, 小谷 勇
  • Organizer: 第47回(公社)日本口腔外科学会
• [Presentation] 生細胞で骨分化をモニタリングできるヒト間葉系幹細胞株の樹立 (2018)
  • Author(s): 奈良井 節, 綿世諒平, 古倉健嗣, 井上敏昭, 小谷 勇
  • Organizer: 第65回(公社)日本口腔外科学会総会・学術大会
• [Book] Production of a Human Cell Line with a Plant Chromosome. (2018)
  • Author(s): Wada N, Kazuki Y, Kazuki K, Inoue T, Fukui K, Oshimura M.
  • Total Pages: 8
  • Publisher: Humana Press,
  • ISBN: 9781493977956
• [Remarks] 鳥取大学医学部生命科学科ゲノム医工学分野ホームページ
  • URL: https://www.facebook.com/genoiko