GNAS経路からみた膵管内乳頭粘液性腫瘍関連膵癌のバイオマーカーと治療標的の探索
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20K17009
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 53010:Gastroenterology-related
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
河端 秀賢 旭川医科大学, 医学部, 助教 (50548691)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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)
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| Keywords | IPMN / GNAS / Notchシグナル / KRAS / 膵癌 / 膵管内乳頭粘液性腫瘍 / GNAS変異 |
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| Outline of Research at the Start |
GNAS変異は膵癌前駆病変のひとつである膵管内乳頭粘液性腫瘍（IPMN）に特徴的なドライバー遺伝子である。同変異はマウスモデルにおいてKRASシグナルと協調しIPMNの発生を促すが、ヒトにおいて浸潤・転移などの悪性度に関わる分子経路をどのように制御するか十分に理解されていない。本研究の目的は、患者由来の膵初代培養系を用い、GNAS変異によって誘導される分子経路を特定することである。まず、同変異を有する初代細胞を用いて、ゲノム編集の応用によりGNAS変異が増殖や浸潤などの悪性形質に関わる分子経路に及ぼす影響を調べる。次に、代表的なKRASシグナルの下流経路に及ぼす影響を生化学的に検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
IPMNは乳頭状増殖と豊富な粘液産生による嚢胞状構造を特徴とするが、これらの形態学的な特性や浸潤癌への進展に関わる機構は未解明である。本研究では、変異型GNASを有する患者由来細胞を用いて、ゲノム編集によりGNAS野性型亜株を得て実験に用いた。
はじめに変異型GNASは、CREB及び VASPのリン酸化を誘導し、古典的PKA経路を活性化することを確認した。オルガノイド培養や免疫不全マウスへの移植腫瘍では、GNAS変異型細胞は粘液貯留を反映した泡状に膨らんだ構造を呈するのに対し、野生型亜株は充実性の集塊を形成した。また、GNAS野生型亜株は腫瘍能や浸潤能がより高かった。
続いて、変異型GNASによる細胞浸潤能抑制の機構を探るためRNA-seqを行ったところ、KRAS経路に対する抑制作用の存在が示された。GNAS変異型細胞では、ERKのリン酸化やβカテニンの核内発現が野生型亜株に比較して亢進しており、同変異がERKやWntシグナル活性化においてKRASと相乗的に働くことが示唆された。一方で、GNAS野生型亜株ではGNAS変異型細胞に比較しNotch intercellular domain(NICD)の核内発現が顕著に増加することを確認した。GNAS変異型細胞をPKA阻害剤で処理すると、NICDの発現は回復し、さらに細胞浸潤能の上昇が確認された。
以上の実験結果から、変異型GNASはNotchの抑制を介してKRAS経路にブレーキをかけ、がん遺伝子でありながら腫瘍抑制的な機能的側面を有すると考えられた。このことは、GNAS経路を標的とする薬物治療の開発において留意すべき点と考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
上記の研究内容を筆頭著者として論文報告し（J Gastroenterol 2022）、得られた結果の一部を2023年4月に行われた日本消化器病学会総会のシンポジウムにて発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度には、患者より樹立したGNAS変異を有するIPMN細胞を用いて、同変異がMUC2のみならず、MUC 5B, 5ACを中心としたムチン産生能の亢進に寄与することを明らかにした。しかし、GNAS変異と関連すると言われる腸型形質がどのように誘導されるのかが不明である。これまでに使用していた患者由来細胞はTP53遺伝子変異を有する癌細胞であり、IPMNの発生や上皮亜型の形成機構を理解するには必ずしも適さない。このため、2023年度はヒト不死化細胞を用いてこのGNASによる腫瘍促進ならびに抑制シグナルの詳細を明らかにしたい。また、GNAS変異により誘導される細胞内経路が、同変異を有する周辺に分布する前駆病変や併存癌に与えるパラクライン効果も検討していく。このようなアプローチによって、膵液や嚢胞液を用いたliquid biopsyによるIPMNの悪性度評価に繋げ、さらに膵癌に対する個別化治療に役立つ新規情報を得ていきたい。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
