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Identification of associated microRNAs in bone destruction of breast cancer bone metastasis

Research Project

Project/Area Number 20K16357
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 50010:Tumor biology-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Kawkami Yohei  神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (50626570)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsがん骨転移 / エクソソーム / miRNA / 破骨細胞 / 骨破壊 / 骨転移 / 乳癌
Outline of Research at the Start

がん骨転移の主体となる骨破壊はがん細胞が誘導する破骨細胞活性によって生じ、がん細胞が分泌するエクソソームに内包されたmicroRNA(miRNA)の関与が示唆されている。本研究では、ヒト乳癌細胞株(MDA細胞)を用いて骨破壊に寄与するmiRNAを同定する。次に、同定されたmiRNAを過剰発現したMDA細胞培養上清をマウスマクロファージ由来細胞に添加し破骨細胞活性を評価する。また、miRNAを導入したMDA細胞をヌードマウスに投与し、骨転移への影響を検討し、骨転移の早期バイオマーカ-となるmiRNAの探索とliquid biopsyへの応用、骨転移の新たな治療戦略について検討する。

Outline of Final Research Achievements

In the present study, the roles of miRNAs in bone destruction caused by breast cancer metastasis were investigated in vitro and in vivo. Our findings indicate that osteolytic factors derived from breast cancer cells stimulated the osteoclast differentiation and function, and that the effects could be regulated positively by miR-16, but negatively by miR-133a or miR-223. Consistent with these in vitro results, in vivo experiments using a breast cancer bone metastasis animal model demonstrated that miR-16 enhanced bone destruction with increased osteoclast activities; in contrast, miR-133a and miR-223 prevented the destruction with decreased activities. In conclusion, the present study demonstrated that miR-16 may enhance bone destruction caused by breast cancer bone metastasis by promoting osteoclast function via increased expressions of osteoclast differentiation markers and osteolytic factors, while miR-133a and miR-223 may suppress this process.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

多くのがん種においてがん細胞が、miRNAやタンパク質を含むエクソソームを放出し、腫瘍産生、がんの進行、遠隔転移に関わる可能性が報告されており“エクソソーム(miRNA)に着目したliquid biopsy”は次世代のがんの診断治療には欠かせない研究分野であると言える。本研究が対象としているいまだ不明な骨転移メカニズムの解明、早期診断、治療への応用という点で、我々が先駆者となりうると確信するとともに研究的・学術的意義が非常に高いと考える。今後のがん治療研究分野において、がん骨転移、骨破壊を診断、制御する事は革新的な領域を創造することになるという点で意義深いと考える。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Regulatory roles of miRNAs 16, 133a, and 223 on osteoclastic bone destruction caused by breast cancer metastasis2021

    • Author(s)
      Kazumichi Kitayama, Teruya Kawamoto, Yohei Kawakami, Hitomi Hara, Toshiyuki Takemori, Shuichi Fujiwara, Shunsuke Yahiro, Tomohiro Miyamoto, Yutaka Mifune, Yuichi Hoshino, Kenichiro Kakutani, Tomoyuki Matsumoto, Takehiko Matsushita, Takahiro Niikura, Ryosuke Kuroda, Toshihiro Akisue
    • Journal Title

      Int J Oncol

      Volume: 59(5) Issue: 5 Pages: 97-97

    • DOI

      10.3892/ijo.2021.5277

    • NAID

      120007168988

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Regulatory roles of miRNAs 16, 133a, and 223 on osteoclastic bone destruction caused by breast cancer metastasis2022

    • Author(s)
      北山和道、河本旭哉、原仁美、深瀬直政、川上洋平、竹森俊幸、藤原周一、八尋俊輔、黒田良祐、秋末敏宏
    • Organizer
      Orthopaedic Research Society 2022 Annual Meeting(国際学会)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The regulatory roles of miRNAs 16, 133a, and 223 on osteoclastic bone destruction by breast cancer metastasis2022

    • Author(s)
      北山和道、河本旭哉、原仁美、深瀬直政、川上洋平、竹森俊幸、藤原周一、八尋俊輔、黒田良祐、秋末敏宏
    • Organizer
      Orthopaedic Research Society 2022 Annual Meeting
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 乳癌骨転移における骨破壊に寄与するmiRNAの探索2021

    • Author(s)
      北山和道、河本旭哉、原仁美、深瀬直政、川上洋平、竹森俊幸、藤原周一、八尋俊輔、宮本智弘、黒田良祐、秋末敏宏
    • Organizer
      第54回 日本整形外科学会骨・軟部腫瘍学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 乳癌骨転移による骨破壊に寄与するmiRNAの検討2021

    • Author(s)
      北山和道、河本旭哉、原仁美、深瀬直政、川上洋平、竹森俊幸、藤原周一、八尋俊輔、宮本智弘、黒田良祐、秋末敏宏
    • Organizer
      第36回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Identification of associated microRNAs in bone destruction by breast cancer bone metastasis2021

    • Author(s)
      北山和道、河本旭哉、原仁美、川上洋平、竹森俊幸、藤原周一、八尋俊輔、宮本智弘、黒田良祐、秋末敏宏
    • Organizer
      ORS (Orthopaedic Research Society) Annual Meeting 2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] がん骨転移における骨破壊に寄与するmiRNAの探索2020

    • Author(s)
      北山和道、河本旭哉、原仁美、川上洋平、竹森俊幸、藤原周一、八尋俊輔、宮本智弘、黒田良祐、秋末敏宏
    • Organizer
      第53回 日本整形外科学会骨・軟部腫瘍学会学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 乳癌骨転移における骨破壊に寄与するmiRNAの探索2020

    • Author(s)
      北山和道、河本旭哉、原仁美、川上洋平、竹森俊幸、藤原周一、八尋俊輔、宮本智弘、黒田良祐、秋末敏宏
    • Organizer
      第35回 日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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