大腸癌における転写因子KLF5蛋白複合体の機能解明と創薬応用

• Project/Area Number: 19K16777
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50010:Tumor biology-related
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 辻 賢太郎 自治医科大学, 医学部, 助教 (00835712)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); 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: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: KLF5 / 大腸癌 / 蛋白間相互作用

Outline of Research at the Start

切除不能な進行大腸癌の予後は不良であり、高い有効性と安全性を持つ新規薬剤の開発が必要である。本研究では、大腸癌の発生において重要な機能を持つ転写因子であるKLF5に着目する。KLF5が正常な腸組織および大腸癌組織の中でどのように他の分子と相互作用しながら機能を果たしているかを明らかにし、KLF5と他の分子との結合を阻害する新しい大腸癌治療薬の開発に繋げることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の最終年度には、前年度に課題として浮上した「マウス腸腫瘍組織内のKLF5結合蛋白の分離精度向上と収量確保」に優先的に取り組んだ。前年度までに採取・凍結保存しておいたFLAG/HA-KLF5発現マウスの腸腫瘍組織検体の一部を破砕して蛋白質を抽出し、ウェスタンブロット法でFLAG/HA-KLF5蛋白の発現を確認の上、免疫沈降法に用いる試薬・抗体・実験手順等を複数条件試して免疫沈降効率を比較検討した。しかし、ダブルタグに対する2回免疫沈降法の結果の安定性・再現性を確保することが難航し、研究期間内に十分な質・量の質量分析用試料を得ることができなかった。
研究期間全体を通じて得られた第一の成果は、FLAG/HAダブルタグ付きKLF5蛋白を元の遺伝子座の両アレルから恒常的に発現する大腸癌モデルマウスの作製に成功し、タモキシフェン腹腔内投与によりこのマウスの腸上皮の腫瘍化を再現性良く誘導できることを確認したことである。本マウスの作製により、腸腫瘍におけるKLF5蛋白複合体解析に供するための組織試料を安定的に得ることまでは可能になった。今後2回免疫沈降法の技術的課題が解決できれば、本マウスを用いて、腸組織の中でKLF5がどのように他の分子と相互作用しながら腫瘍の形成や増殖を促進しているのかを詳細に調べることが可能になる。
第二の成果は、KLF5非アセチル化変異を有する大腸癌モデルマウスを作製したことである。KLF5はアセチル化により転写活性が亢進し細胞増殖を促進させることが知られている。本マウスはアセチル化の標的となる特定のアミノ酸残基が変化しており、アセチル化による転写活性化が生じなくなっている。本マウスの作製により、KLF5アセチル化が腸腫瘍の発生・増殖に及ぼす影響を個体レベルで検証することが可能になった。

Research Products

• [Journal Article] RNA-binding protein 14 promotes phase separation to sustain prostate specific antigen expression under androgen deprivation in human prostate cancer (2023)
  • Author(s): Tsuji Kentaro、Kawata Hirotoshi、Kamiakito Tomoko、Nakaya Takeo、Tanaka Akira
  • Journal Title: The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology Volume: 235 Pages: 106407-106407
  • DOI: 10.1016/j.jsbmb.2023.106407
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Low-Molecular-Weight Compounds Targeting the Cancer-Associated KLF5 Transcription Factor (2022)
  • Author(s): Takeo Nakaya, Kenichi Aizawa, Yuki Taguchi, Kentaro Tsuji, Sachi Sekine, Kazuhiro Murakami, Masaji Kasai, Hirofumi Nakano, Yasumitsu Kondoh, Shingo Dan, Atsushi Yoshimori, Hiroyuki Kouji, Dai Takehara, Toru Suzuki, Hiroyuki Osada, Masayuki Murata, Akira Tanaka, and Ryozo Nagai
  • Journal Title: ACS Med. Chem. Lett. Volume: 13 Issue: 4 Pages: 687-694
  • DOI: 10.1021/acsmedchemlett.1c00721
  • Peer Reviewed