細胞膜タンパク質HAI-1の切断を介した新規細胞間接着とがん転移促進機構の解明
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19K07047
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
東 昌市 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 教授 (10275076)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | MMP-7 / HAI-1 / コレステロール硫酸 / がん転移 / 細胞凝集 / セリンプロテアーゼ / マトリプターゼ / CRISPR-Cas9 / 活性型コンフォーメーション / エンドサイトーシス / ダイナミン / 細胞間接着 / 細胞膜ラフト / プロテアーゼ |
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| Outline of Research at the Start |
がん細胞表層の膜タンパク質 HAI-1 (hepatocyte growth factor activator inhibitor type 1)が、タンパク質分解酵素（プロテアーゼ）で切断されると、細胞外へ放出されたHAI-1の断片が、がん細胞の細胞間接着を誘導し、その転移能を顕著に増強する。本研究では、HAI-1断片による細胞間接着誘導の分子メカニズムを解明するとともに、細胞間接着の誘導に関わるHAI-1断片機能部位の構造をベースに、細胞間接着阻害剤を設計し、がん転移抑制剤の開発に繋げる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
MMP-7は種々のがん組織で高発現しているマトリックスメタロプロテアーゼの一種であり、その発現はがん悪性度と高い相関を示す。私達はMMP-7により、がん転移が促進される機序として以下のことを明らかにしてきた。まず、活性型MMP-7が、がん細胞の細胞膜成分として存在するコレステロール硫酸と結合する。次にコレステロール硫酸と結合したMMP-7が近傍の細胞表層タンパク質であるHAI-1(hepatocyte growth factor activator inhibitor type 1)を切断することで、細胞凝集を惹起する。一方、2022年度までの研究で、MMP-7が誘導する細胞凝集メカニズムに膜型セリンプロテアーゼ活性が介在することが示唆された。
2023年度はMMP-7が誘導する細胞凝集メカニズムにおいてMMP-7の下流で作用すると考えられるプロテアーゼの候補としてHAI-1の標的酵素の一つであるマトリプターゼを想定し、CRISPR-Cas9 を用いてマトリプターゼ遺伝子を欠損させた大腸がん細胞株（Colo201）を樹立した。この細胞に、MMP-7を作用させたところ、野生型Colo201細胞と比較して細胞凝集が有意に遅延することが判明した。一方、マトリプターゼのセリンプロテアーゼドメインを調製し、野生型およびマトリプターゼ欠損Colo201細胞に作用させたところ、いずれの細胞株も同等に凝集することが判明した。これらの結果から、MMP-7とマトリプターゼがそれぞれ異なる細胞表層基質を切断し、協調的に細胞凝集を誘導する可能性が考えられた。事実、MMP-7とマトリプターゼのセリンプロテアーゼドメインを同時に野生型Colo201細胞に作用させると、短時間で強い凝集が誘導された。今後、細胞凝集誘導に関与するマトリプターゼの細胞表層基質タンパク質の探索を進めて行く予定である。
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Report
(5 results)
Research Products
(11 results)
