Elucidation of molecular mechanisms of the dormant switch and malignant transformation in refractory breast cancer using 3D culture.

• Project/Area Number: 19K07635
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50010:Tumor biology-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Nakayama Akitoshi 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任助教 (10835226)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 知明 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50447299) ; 山形 一行 千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (60455912) ; 永野 秀和 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任講師 (60788876)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥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)
• Keywords: 乳癌 / p53 / 癌抑制遺伝子 / 休眠 / 3次元培養

Outline of Research at the Start

本研究では、治療抵抗性乳がんの克服と新たな創薬標的の発掘を目的に、オルガノイド培養と変異p53"gain of function"の作用メカニズム解析を通じて、ホルモン感受性がんである乳がんの悪性化分子機構と休眠スイッチ機構の分子基盤の解明を目指す。これにより、乳がんの新規治療や予後改善に対して大きな貢献をもたらすことが期待できる。

Outline of Final Research Achievements

The gain of function caused by mutant p53 is known to be involved in cancer growth and malignant transformation. In this study, we found in 3D culture that the target gene of mutant p53 induces activation of SREBP2, a key factor in the Mevalonate pathway, as the molecular substrate for malignant phenotype acquisitions, and is involved in cancer malignancy via the isoprenoid GGPP. Moreover, Single Cell analysis was performed to clarify the downstream signals in the gain of malignant phenotypes. The results showed that a pathway in the filopodia regulatory mechanism plays important roles in the acquisition of malignant phenotypes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

乳がんは早期発見・治療により予後が良好なことが特徴であるが、一方で治療抵抗性、多臓器転移を起こす難治性乳がんは予後が悪く、乳がん治療における大きな課題である。本研究により、難治性乳がんにおける悪性化の機序の一つとして変異p53が標的遺伝子を介してメバロン酸合成経路を活性化し悪性化を導くことが明らかとなった。今後、これらの知見を創薬基盤へと発展させることで、難治性乳がんにおける悪性化形質獲得を標的とした新たな治療法や創薬の開発が期待できる。

Research Products

• [Journal Article] Epigenetic modifications underlie the differential adipogenic potential of preadipocytes derived from human subcutaneous fat tissue (2021)
  • Author(s): Kubota Yoshitaka、Nagano Hidekazu、Kosaka Kentaro、Ogata Hideyuki、Nakayama Akitoshi、Yokoyama Masataka、Murata Kazutaka、Akita Shinsuke、Kuriyama Motone、Furuyama Nobutaka、Kuroda Masayuki、Tanaka Tomoaki、Mitsukawa Nobuyuki
  • Journal Title: American Journal of Physiology-Cell Physiology Volume: 321 Issue: 3 Pages: C596-C606
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00387.2020
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TAS4464, a NEDD8-activating enzyme inhibitor, activates both intrinsic and extrinsic apoptotic pathways via c-Myc-mediated regulation in acute myeloid leukemia. (2021)
  • Author(s): Ochiiwa H, Ailiken G, Yokoyama M, Yamagata K, Nagano H, Yoshimura C, Muraoka H, Ishida K, Haruma T, Nakayama A, Hashimoto N, Murata K, Nishimura M, Kawashima, Y, Ohara O, Okubo S, Tanaka T
  • Journal Title: Oncogene Volume: 40 Issue: 7 Pages: 1217-1230
  • DOI: 10.1038/s41388-020-01586-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Monoamine Oxidase B rs1799836 G Allele Polymorphism Is a Risk Factor for Early Development of Levodopa-Induced Dyskinesia in Parkinson's Disease. (2020)
  • Author(s): Kakinuma S, Beppu M, Sawai S, Nakayama A, Hirano S, Yamanaka Y, Yamamoto T, Chigusa M, Aisihaer X, Aersilan A, Gao Y, Sato K, Itoga S, Ishige T, Nishimura M, Matsushita K, Satoh M, Nomura F, Kuwabara S, Tanaka T
  • Journal Title: eNeurologicalSci. Volume: 19 Pages: 100239-100239
  • DOI: 10.1016/j.ensci.2020.100239
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A case of Hashimoto’s thyroiditis with multiple drug resistance and high expression of efflux transporters. (2019)
  • Author(s): Yoshida T, Nakayama A, Tamura A, Higuchi S, Sakuma I, Nagano H, Saulo J.A. Felizola, Takemoto M, Tatsuno I, Koide H, Yokote K, Tanaka T.
  • Journal Title: J Clin Endocrinol Metab. Volume: 105 Issue: 2 Pages: 399-406
  • DOI: 10.1210/clinem/dgz073
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ヒトES細胞におけるDNA損傷応答シグナルとlncRNA~p53誘導型lncRNA群の同定とその機能 (2021)
  • Author(s): 山形一行, 田村 愛, 長濱博章, 藤本真徳, 中山哲俊, 横山真隆, 橋本直子, 村田和貴, 西村 基, 田中知明
  • Organizer: 第44回日本分子生物学会年会,
• [Presentation] RhoAおよびWntシグナルを介したAKAP13の骨代謝調節機構 (2021)
  • Author(s): 石田晶子, 中山哲俊, 永野秀和, 小出尚史, 龍野一郎, 田中知明, 横手幸太郎.
  • Organizer: 第39回日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] シングルセル解析から捉えた副腎性クッシング症候群の分子病態 (2021)
  • Author(s): 河野聡美, 村田和貴, 藤本真徳, 中山哲俊, 樋口誠一郎, 橋本直子, 佐久間一基, 永野秀和, 田中知明
  • Organizer: 第31回臨床内分泌代謝Update
• [Presentation] 褐色細胞腫5例の腫瘍と正常副腎髄質のsingle cell RNA-seq解析 (2021)
  • Author(s): 藤本真徳, 村田和貴, 中山哲俊, 田中知明
  • Organizer: 第31回臨床内分泌代謝Update
• [Presentation] 3次元培養における変異p53のSREBP依存的コレステロール合成経路を介した乳がん悪性化形質に対する作用機構 (2021)
  • Author(s): 中山哲俊, 横山真隆, 永野秀和, 橋本直子, 山形一行, 村田和貴, 田中知明
  • Organizer: 第80回日本癌学会総会
• [Presentation] SREBP依存的コレステロール合成経路を介した変異p53の乳がん悪性化形質に対する作用機構 (2021)
  • Author(s): 中山哲俊, 横山真隆, 宮 英博, 赤嶺博行, 高 躍, 永野秀和, 山形一行, 橋本直子, 村田和貴, 田中知明
  • Organizer: 第３９回内分泌代謝学サマーセミナー
• [Presentation] Damaged intestinal stem cells are restored exclusively by daughter crypt cells that require ASCL2 and respond to Interleukin-11 (2021)
  • Author(s): 村田和貴, 藤本真徳, 高 躍, 宮 英博, 松田達磨, Zhahara Siti, 河野聡美, 宮本康基, 中山 哲俊, 横山真隆, 田中知明
  • Organizer: 第３９回内分泌代謝学サマーセミナー
• [Presentation] ヒトES細胞におけるp53誘導型長鎖非コードRNA(lncRNA)群の同定及び機能解析 (2021)
  • Author(s): 山形一行, 田村 愛, 長濱博章, 藤本真徳, 中山哲俊, 横山真隆, 橋本直子, 村田和貴, 西村 基, 田中知明
  • Organizer: 第３９回内分泌代謝学サマーセミナー
• [Presentation] 転写因子から制御する心臓血管内皮細胞の特異性と生理的機能の解析 (2021)
  • Author(s): 横山真隆, 中山哲俊, 赤嶺博行, 古木直人, 石 暁彦, Siti Zhahara, 村田和貴, 山形一行, 西村 基,田中知明
  • Organizer: 第３９回内分泌代謝学サマーセミナー
• [Presentation] genetic subtypingに基づくコルチゾール産生腺腫の遺伝子発現・病理所見の包括的解析 (2021)
  • Author(s): 樋口 誠一郎, 吉井聡美, 高 躍, 姚 躍, 永野秀和, 橋本直子, 中山哲俊, 西村 基, 山形一行, 横山 隆, 柴田貴久, 伴 俊明, 藤井陽一, 小川誠司, 田中知明
  • Organizer: 第94回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] 3次元培養を用いた変異p53のSREBP依存的コレステロール合成経路を介した乳がん悪性化形質に対する作用機構 (2021)
  • Author(s): 中山哲俊, 横山真隆, 永野秀和, 樋口誠一郎, 橋本直子, 山形一行, 村田和貴, 清野 透, 田中知明
  • Organizer: 第94回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] Multi-Omicsから視た機能性下垂体腺腫の転写ネットワークの役割 (2021)
  • Author(s): 高 躍, 村田和貴, 堀口健太郎, 永野秀和, 橋本直子, 中山哲俊, 樋口誠一郎, 山形一行, 横山真隆, 岩立康男, 田中知明
  • Organizer: 第94回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] RhoAおよびWntシグナルを介したAKAP13の骨代謝調節機構. (2021)
  • Author(s): 石田晶子, 中 哲俊, 小出尚史, 龍野一郎, 田中知明, 横手幸太郎
  • Organizer: 第94回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] Mechanism of Mutant p53 Using Three-dimensional Culture on Breast Cancer Malignant Phenotype via SREBP-dependent Cholesterol Synthesis Pathway (2021)
  • Author(s): Akitoshi Nakayama, Masataka Yokoyama, Hidekazu Nagano, Naoko Hashimoto, Kazuyuki Yamagata, Kazutaka Murata, Tomoaki Tanaka
  • Organizer: Endocrine Society’s Annual Meeting 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 3次元培養を用いた乳がん悪性化形質に対する変異p53・SREBP依存的コレステロール合成経路の協調的作用機構 (2020)
  • Author(s): 中山 哲俊, 横山 真隆, 永野 秀和, 山形 一行, 橋本 直子, 村田 和貴, 田中 知明
  • Organizer: 第79回日本癌学会総会
• [Presentation] マルチオミクス解析から捉える下垂体腺腫の特徴 (2020)
  • Author(s): 高 躍, 永野 秀和, 堀口 健太郎, 橋本 直子, 中山 哲俊, 樋口 誠一郎, 山形 一行, 横山 真隆, 岩立 康男, 田中 知明
  • Organizer: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] コルチゾール産生腺腫における新規PRKACA変異同定と機能解析 (2020)
  • Author(s): 樋口 誠一郎, 高 躍, 姚 躍, 大和 梓, 橋本 直子, 永野 秀和, 中山 哲俊, 西村 基, 山形 一行, 横山 真隆, 藤井 陽一, 小川 誠司, 田中 知明
  • Organizer: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] 癌抑制遺伝子p53シグナル伝達におけるmiR-874の役割(Role of miR-874 on tumor suppressor gene p53 signaling) (2020)
  • Author(s): Alimasi Aersilan, 橋本 直子, 山形 一行, 姚 躍, 高 躍, 中山 哲俊, 関 直彦, 田中 知明
  • Organizer: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] APA74例の臨床解析/ゲノムワイド解析による病態解析と病理学的解析 (2020)
  • Author(s): 宮林 佑衣, 横山 真隆, 山形 一行, 橋本 直子, 中山 哲俊, 姚 躍, 永野 秀和, 田中 知明
  • Organizer: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] 3次元培養を用いた乳がんにおける変異p53とSREBP依存的コレステロール合成経路の悪性化形質に対する協調的作用機構 (2020)
  • Author(s): 中山 哲俊, 横山 真隆, 永野 秀和, 樋口 誠一郎, 橋本 直子, 山形 一行, 佐久間 一基, 清野 透, 田中 知明
  • Organizer: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [Presentation] Cooperative Mechanism of SREBP-Dependent Cholesterol Synthesis Pathway and P53 on Malignant Formation in Breast Cancer (2020)
  • Author(s): Akitoshi Nakayama, Masataka Yokoyama, Hidekazu Nagano, Ikki Sakuma, Naoko Hashimoto, Seiichiro Higuchi, Kazuyuki Yamagata, Tomoaki Tanaka
  • Organizer: Endocrine Society’s Annual Meeting, San Francisco, CA, United States. (Conference canceled)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 乳がん悪性化分子基盤に対するp53,RBネットワークとGATA3結合因子RuvBL2の役割 (2019)
  • Author(s): 中山 哲俊、横山 真隆、永野 秀和、山形 一行、橋本 直子、田中 知明
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Mechanistic Role of p53-RB-GATA3 Network in Regulation of Malignant Signature for Breast Cancer Formation (2019)
  • Author(s): Akitoshi Nakayama, Hidekazu Nagano, Masataka Yokoyama, Kazuyuki Yamagata, Naoko Hashimoto, Tomoaki Tanaka
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 乳がん悪性化分子基盤におけるp53,RB,GATA3ネットワークの役割 (2019)
  • Author(s): 中山 哲俊、永野 秀和、田中 知明
  • Organizer: 第92回日本内分泌学会学術総会
• [Remarks] 千葉大学大学院医学研究院分子病態解析学
  • URL: https://www.m.chiba-u.ac.jp/class/moldiag/