細胞競合における認識分子を利用した初期がん診断バイオマーカーの開発

• Project/Area Number: 20K07630
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research (2023); Kyoto University (2020-2022)
• Principal Investigator: 伊藤 祥子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (00584533)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: がんの初期発生 / ファージディスプレイ抗体ライブラリー / S100A10 / アネキシンA2 / アポトーシス / ROS / 細胞競合 / 初期がん / バイオマーカー / 細胞間認識

Outline of Research at the Start

初期のがんは、一部の上皮細胞の遺伝子が変異することで生じる。このような初期のがんの発生の実験モデルとして、「細胞競合」という現象が研究されている。正常な上皮細胞と遺伝子に変異が入った上皮細胞が隣接すると、細胞間で競合が起き、競合の結果、敗者となった細胞は上皮層から排除される。正常な上皮細胞と遺伝子が変異した上皮細胞は互いに異なる性質の細胞であると認識しているはずであるが、その機構はほとんど明らかになっていない。本研究では、細胞競合の際に、認識に関わっている分子を明らかにし、さらに、そのような分子を初期がん検出のバイオマーカーとして開発することを目的としている。

Outline of Annual Research Achievements

正常な上皮細胞とRasに変異を持つ上皮細胞を共培養すると、Ras変異細胞は正常な上皮層から管腔に押し出され、排除される。このような現象は細胞競合と呼ばれ、健康な上皮組織の維持のために重要な機構である。本研究は、ファージディスプレイ抗体ライブラリーによるスクリーニングにより、細胞競合に関わる新規分子の同定を目的としている。私は、このスクリーニングにより、管腔側に押し出された細胞において、S100A10/アネキシンA2が発現上昇することを発見した。更に、S100A10/アネキシンA2が細胞競合での変異細胞の押し出しのみならず、Ras変異による多層化形成に関わっているという新規機構を明らかにした。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

今年度、本研究は順調に進めることができ、国際誌での発表も行えたため、上記のような評価を付けた。

Strategy for Future Research Activity

本研究では、一部の分子機構について、まだ明らかになっていない。今後は、その部分についての解析を進める。

Research Products

• [Journal Article] Accumulation of annexin A2 and S100A10 prevents apoptosis of apically delaminated, transformed epithelial cells (2023)
  • Author(s): Ito Shoko、Kuromiya Keisuke、Sekai Miho、Sako Hiroaki、Sai Kazuhito、Morikawa Riho、Mukai Yohei、Ida Yoko、Anzai Moe、Ishikawa Susumu、Kozawa Kei、Shirai Takanobu、Tanimura Nobuyuki、Sugie Kenta、Ikenouchi Junichi、Ogawa Motoyuki、Naguro Isao、Ichijo Hidenori、Fujita Yasuyuki
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences Volume: 120 Issue: 43
  • DOI: 10.1073/pnas.2307118120
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Basal extrusion of single‐oncogenic mutant cells induces dome‐like structures with altered microenvironments (2022)
  • Author(s): Shirai Takanobu、Sekai Miho、Kozawa Kei、Sato Nanami、Tanimura Nobuyuki、Kon Shunsuke、Matsumoto Tomohiro、Murakami Takeru、Ito Shoko、Tilston‐Lunel Andrew、Varelas Xaralabos、Fujita Yasuyuki
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 113 Issue: 11 Pages: 3710-3721
  • DOI: 10.1111/cas.15483
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The CD44/COL17A1 Pathway Plays a Vital Role in the Formation of Multilayered, Transformed Epithelia. (2021)
  • Author(s): Kozawa K, ,Sekai M, Ohba K, Ito S, Sako H, Maruyama T, Kakeno M , Kuromiya K, Kamasaki T, Kohashi K, Ishikawa S, Sato N, Asano S, Suzuki H, Tanimura N, Mukai Y, Gotoh N, Tanino M, Tanaka S Natsuga K, Soga T. Nakamura T, Yabuta Y, Saitou M, Ito T, Matsuura K, Tsunoda M,et.al..
  • Journal Title: Curr Biol Volume: 31 Issue: 14 Pages: 3086-3097
  • DOI: 10.1016/j.cub.2021.04.078
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] がん遺伝子変異上皮細胞においてアネキシンA2/S100A10は管腔側での細胞死を抑制し多層化形成に寄与する (2023)
  • Author(s): 伊藤祥子, 藤田恭之
  • Organizer: 第46回日本分子生物学会年会