Regulation of HER1/2 receptor tyrosine kinases by RhoB-CNKSR1 complex
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21H02763
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 50010:Tumor biology-related
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
東山 繁樹 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 教授 (60202272)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前川 大志 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 講師 (10771917)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
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| Keywords | HER2 / HER2陽性乳がん / CNKSR1 / プロテインチロシンホスファターゼ / KCTD10 / EGFR/HER2 / PTPRH / CUL3 ユビキチンリガーゼ / RhoB / チロシンフォスファターゼ / 阻害剤 / CUL3 / ユビキチン リガーゼ / プロテインアレイ / HER |
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| Outline of Research at the Start |
HER2陽性乳がん細胞増殖の新たなる制御法の開発を目指し、CUL3-KCTD10-RhoB-CNKSR1軸によって制御される HER1/2特異的PTPを同定する。 制御剤としては、CNKSR1及びHER1/2特異的PTPに対する機能的DNAアプタマーを単離し、 これを応用する。HER1/2 特異的PTP活性化の制御機構と、これによるHER1/2の不活性化の分子機構の全貌を解明するとともに、これまでのHER1/2の阻害様式とは全く異なる 治療標的となる分子機構を提案し、新たなHER1/2阻害剤開発への道を開くことを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
肺がんや乳がんを代表とする多くの固形がんで、増殖因子EGFの受容体ファミリー分子Human EGF Receptor1~4 (HER1~4)の発現増幅や自己活性化変異が認められることから、これまでにHER1~4、特に HER1とHER2の制御剤が開発され、臨床応用に至っている。一方、正常細胞では、このHER活性化は一過性に起こり細胞増殖分裂周期を起動させた後、不活性化され、細胞分裂が連続的に起こるのを防ぐシステムを持つ。その鍵分子がプロテインチロシンホスファターゼ(PTP)である。 これまで HER1/2を不活性化するPTPが報告されてきたが、どのように時間・空間的に制御されているのか不明のままである。 我々はこれまでに、HER1/2の活性化を制御する分子として CUL3-KCTD10ユビキチン (Ub)E3リガーゼ複合体を同定し、これが RhoBをポリUb化し分解へと誘導することでHER1/2の活性化を誘導することを突き止めた。逆に、RhoBレベルを上昇させることで、HER1/2を不活性化し、HER2陽性乳がん細胞の過増殖を抑制出来ることを示した。さらに、RhoBが直接制御する鍵因子として CNKSR1を、RhoB-CNKSR1軸が制御するHER1/2標的PTPとしてPTPRHを同定した。2022年度はRhoBとPTPRHがCNKSR1のPHドメインに相互排他的に結合することを明らかにした上で、CNKSR1とPTPRHの結合をモニタリングする AlphaScreenシステムを構築した。これを用いて、CNKSR1とPTPRHの結合阻害活性を持つ低分子化合物のスクリーニングを行い、候補化合物を取得した。得られた低分子化合物は濃度依存的にHER2陽性乳がん細胞株SK-BR-3細胞のEGFR/HER2恒常的リン酸化を抑制するとともに、細胞増殖をも抑制することを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
我々はこれまでに、HER1/2の活性化を制御する分子複合体軸として CUL3-KCTD10 Ubリガーゼ複合体その標的基質 RhoBをまず同定し、RhoBの標的分子として CNKSR1、さらにCNKSR1の標的分子として PTPRHを同定することで。CUL3-KCTD10-RhoB→CNKSR1-PTPRH→RhoB-CNKSR1→free PTPRH→HER1/2の不活性化＆細胞増殖抑制の分子軸を明らかにしてきた。この分子機構解明は、乳癌を含むHER1/2陽性癌細胞増殖抑制に向けCNKSR1-PTPRHの結合阻害剤が有効であることを強く示唆した。その上でCNKSR1とPTPRHの結合をモニタリングする AlphaScreenシステムを構築し、これを用いて、CNKSR1とPTPRHの結合阻害活性を持つ低分子化合物の取得に至った。得られた低分子化合物は濃度依存的にHER2陽性乳がん細胞株SK-BR-3細胞のEGFR/HER2恒常的リン酸化を抑制するとともに、細胞増殖をも抑制することを示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
PTPRH-CNKSR1相互作用を阻害する 低分子性化合物のスクリーニングをさらに進め、臨床応用可能な活性を持った化合物の取得を目指すとともに、得られる化合物の HER2陽性乳がんに対する抗腫瘍効果を、in vitro, in vivoの両方で検証する。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
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[Presentation] A novel mechanism of phosphatase activation for EGFR by Cullin-3/KCTD10 ubiquitin E3 complex in HER2-positive breast cancer cells2021
Author(s)
Kanako Nishiyama, Masashi Maekawa, Akari Murakami, Kaho Utsunomiya, Kana Takemoto, Erina Kusakabe, Haruna Noda, Reina Aoki, Kana Taguchi, Michiko Yamashita, Tomoya Nakagita, Jun Nakayama, Mami Chosei, Takeshi Kiyoi, Yoshiaki Kamei, Hiroyuki Takeda, Yasutsugu Takada and Shigeki Higashiyama.
Organizer
2021 San Antonio Breast Cancer Symposium
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