「がん遺伝子DUSP4」の新規基質同定と治療応用

• Project/Area Number: 21K06888
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49020:Human pathology-related
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 守山 正胤 大分大学, 医学部, 客員研究員 (90239707)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 泥谷 直樹 大分大学, 医学部, 准教授 (80305036)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: DUSP4 / がん遺伝子 / 大腸癌 / 近位依存性ビオチン標識法 / 新規基質 / 分子標的治療

Outline of Research at the Start

Dual-specificity phosphatase 4 (DUSP4)は、MAPキナーゼを不活化するがん抑制遺伝子として広く認識されている。最近私たちは、特定の癌症例ではDUSP4が高発現していること、さらにDUSP4はがん遺伝子として機能しうることを見出した。本研究は、DUSP4の高発現によってもたらされる悪性形質（増殖能や浸潤能、治療抵抗性等）の分子メカニズムを解明して、新規の分子標的治療法の確立を目指すものである。

Outline of Annual Research Achievements

KRASやBRAF遺伝子の活性型変異に伴って活性化するMAPキナーゼパスウェイは、多くの癌腫の発症や進展に重要である。加えて、癌腫の中には活性化したMAPキナーゼパスウェイを不活化する分子機構が破綻していることも報告されている。DUSP4は、MAPキナーゼを不活化する脱リン酸化酵素である。さまざまな癌腫でDUSP4の発現低下とそれに伴うMAPキナーゼの恒常的活性化が認められる。私たちは、膵上皮内癌が浸潤癌に進展する過程で、高頻度にDUSP4が欠失して発現低下することを見出した。さらに大腸癌が深部浸潤する過程でも、DUSP4の発現低下に伴うMAPキナーゼの活性化が関与することを報告した。
一方、癌腫によってはDUSP4が高発現しているものもあり、癌細胞の増殖能亢進や抗がん剤抵抗性、上皮間葉転換などに関わることが報告されている。私たちも、大腸癌の特定の亜型ではDUSP4が高発現しており、DUSP4を発現抑制すると増殖能が低下することを報告した。そこで本研究では、DUSP4のがん遺伝子としての機能的意義を解明するため、近位依存性ビオチン標識 (BioID)法を用いて新規基質の同定を試みた。
まず、DUSP4とビオチンリガーゼ(BirA)の融合タンパクを発現するプラスミドを構築した。次にそれをDUSP4高発現大腸癌細胞株HCT116に導入して、DUSP4-BirA融合タンパク安定発現細胞株を樹立した。この細胞株にビオチンを添加し、20時間後の細胞抽出液を電気泳動して、HRP標識ストレプトアビジンでビオチン化タンパクを確認すると、複数のバンドが検出された。現在、細胞抽出液を二次元電気泳動で展開して、ゲルから単一スポットを回収してアミノ酸分析にてタンパクの同定を試みている。

Research Products

• [Journal Article] Involvement of clusterin expression in the refractory response of pancreatic cancer cells to a MEK inhibitor. (2023)
  • Author(s): Amada K, Hijiya N, Ikarimoto S, Yanagihara K, Hanada T, Hidano S, Kurogi S, Tsukamoto Y, Nakada C, Kinoshita K, Hirashita Y, Uchida T, Shin T, Yada K, Hirashita T, Kobayashi T, Murakami K, Inomata M, Shirao K, Aoki M, Takekawa M, Moriyama M.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 114 Issue: 5 Pages: 2189-2202
  • DOI: 10.1111/cas.15735
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Efficient Establishment of Bile-Derived Organoids From Patients With Biliary Cancer. (2023)
  • Author(s): Kinoshita K, Tsukamoto Y, Hirashita Y, Fuchino T, Kurogi S, Uchida T, Nakada C, Matsumoto T, Okamoto K, Motomura M, Fukuchi S, Sagami R, Nagai T, Gotoh Y, Fukuda K, Ogawa R, Mizukami K, Okimoto T, Kodama M, Murakami K, Moriyama M, Hijiya N.
  • Journal Title: Lab Invest. Volume: 103 Issue: 6 Pages: 100105-100105
  • DOI: 10.1016/j.labinv.2023.100105
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Patient-Derived Ex Vivo Cultures and Endpoint Assays with Surrogate Biomarkers in Functional Testing for Prediction of Therapeutic Response (2023)
  • Author(s): Tsukamoto Yoshiyuki、Hirashita Yuka、Shibata Tomotaka、Fumoto Shoichi、Kurogi Shusaku、Nakada Chisato、Kinoshita Keisuke、Fuchino Takafumi、Murakami Kazunari、Inomata Masafumi、Moriyama Masatsugu、Hijiya Naoki
  • Journal Title: Cancers Volume: 15 Issue: 16 Pages: 4104-4104
  • DOI: 10.3390/cancers15164104
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Association of immune‐related expression profile with sensitivity to chemotherapy in esophageal squamous cell carcinoma (2023)
  • Author(s): Tsukamoto Yoshiyuki、Kurogi Shusaku、Fujishima Hajime、Shibata Tomotaka、Fumoto Shoichi、Nishiki Kohei、Suzuki Kosuke、Etoh Tsuyoshi、Shiraishi Norio、Fuchino Takafumi、Hirashita Yuka、Nakada Chisato、Uchida Tomohisa、Inomata Masafumi、Moriyama Masatsugu、Hijiya Naoki
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 114 Issue: 11 Pages: 4459-4474
  • DOI: 10.1111/cas.15942
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Overexpression of VSNL1 Enhances Cell Proliferation in Colorectal Carcinogenesis (2023)
  • Author(s): Aiba Takayuki、Hijiya Naoki、Akagi Tomonori、Tsukamoto Yoshiyuki、Hirashita Yuka、Kinoshita Keisuke、Uchida Tomohisa、Nakada Chisato、Kurogi Shusaku、Ueda Yoshitake、Shiroshita Hidefumi、Shiraishi Norio、Murakami Kazunari、Inomata Masafumi、Moriyama Masatsugu
  • Journal Title: Pathobiology Volume: 91 Issue: 2 Pages: 121-131
  • DOI: 10.1159/000533877
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced phosphorylation of c-Jun by cisplatin treatment as a potential predictive biomarker for cisplatin response in combination with patient-derived tumor organoids. (2022)
  • Author(s): Tsukamoto Y, Kurogi S, Shibata T, Suzuki K, Hirashita Y, Fumoto S, Yano S, Yanagihara K, Nakada C, Mieno F, Kinoshita K, Fuchino T, Mizukami K, Ueda Y, Etoh T, Uchida T, Hanada T, Takekawa M, Daa T, Shirao K, Hironaka S, Murakami K, Inomata M, Hijiya N, Moriyama M.
  • Journal Title: Lab Invest. Volume: 102 (12) Issue: 12 Pages: 1355-1366
  • DOI: 10.1038/s41374-022-00827-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Downregulation of ZNF395 Drives Progression of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma through Enhancement of Growth Potential. (2021)
  • Author(s): Kurogi S, Hijiya N, Hidano S, Sato S, Uchida T, Tsukamoto Y, Nakada C, Yada K, Hirashita T, Inomata M, Murakami K, Takahashi N, Kobayashi T, Moriyama M.
  • Journal Title: Pathobiology Volume: 2021 Issue: 5 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1159/000514593
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Early response in phosphorylation of ribosomal protein S6 is associated with sensitivity to trametinib in colorectal cancer cells (2021)
  • Author(s): Hirashita Yuka、Tsukamoto Yoshiyuki、Kudo Y、Kakisako D、Kurogi S、Hijiya Naoki、Nakada C、Uchida T、Hirashita T、Hiratsuka T、Akagi T、Ueda Y、Shiroshita H、Etoh T、Mizukami K、Honda K、Okimoto T、Kodama M、Inomata M、Moriyama Masatsugu、Murakami K
  • Journal Title: Laboratory Investigation Volume: - Issue: 8 Pages: 1036-1047
  • DOI: 10.1038/s41374-021-00590-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] IMiDs/CELMoDによるATL細胞の増殖抑制とその機序 (2023)
  • Author(s): 伊波 英克, 王 宇, 下崎 俊介, 池辺 詠美, 山本 淳一, ファイフ・ニコール , 市川 朝永, 堀 光雄, 緒方 正男, 塚本 善之, 泥谷 直樹, 守山 正胤, 萩原 將太郎, 草野 秀一, 斎藤 益満, 西園 晃, 半田 宏, 森下 和宏
  • Organizer: 第85回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Clusterinは膵癌細胞のMAPキナーゼ不応性に関与する (2023)
  • Author(s): 泥谷 直樹, 塚本 善之, 黒木 秀作, 中田 知里, 守山 正胤
  • Organizer: 第82回日本癌学会総会
• [Presentation] 膵癌においてANXA8はMAPK阻害薬耐性に関与する (2023)
  • Author(s): 黒木 秀作, 泥谷 直樹, 塚本 善之, 中田 知里, 猪股 雅史, 小林 隆志, 守山 正胤
  • Organizer: 第82回日本癌学会総会
• [Presentation] ZNF395の発現低下はJNKの不活性化を介して膵癌細胞の増殖を促進する (2021)
  • Author(s): 黒木 秀作, 泥谷 直樹, 塚本 善之, 中田 知里, 猪股 雅史, 小林 隆志, 守山 正胤
  • Organizer: 第80回日本癌学会総会
• [Presentation] c-Junリン酸化亢進はシスプラチン感受性と相関する (2021)
  • Author(s): 塚本 善之, 柴田 智隆, 麓 祥一, 黒木 秀作, 平下 有香, 柳原 五吉, 矢野 信次, 中田 知里, 泥谷 直樹, 衛藤 剛, 廣中 秀一, 村上 和成, 猪股 雅史, 守山 正胤
  • Organizer: 第80回日本癌学会総会