HPV E7 mRNA特異的機序を標的とする新規子宮頸癌予防・治療法の開発

Research Project

Project/Area Number	21K09464
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56040:Obstetrics and gynecology-related
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	秋山梓筑波大学, 医学医療系, 講師 (80647272)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	水口剛雄筑波大学, 医学医療系, 准教授 (40372396) 佐藤豊実筑波大学, 医学医療系, 教授 (80344886)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords	子宮頸癌 / ヒトパピローマウイルス / E7蛋白
Outline of Research at the Start	子宮頸癌は、全世界の女性における罹患率・死亡率ともに第4位である。ハイリスク・タイプのヒト・パピローマウイルス（HPV）による持続感染が子宮頸癌の主な原因であり、国外では広くHPVワクチンの開発・導入されているが、わが国ではHPVワクチンはいまだ普及していない。子宮頸部異形成、浸潤癌において、HPVウイルスゲノム癌遺伝子E6およびE7のmRNAにおいて、E7 mRNAの存在がより密接に浸潤癌への進展と関連していることを報告してきたが、E7 mRNAがより悪性度の高い病変形成に関与する分子機構はいまだ不明であり、その機序を解明できれば新規の子宮頸癌予防法および治療法の開発に繋がると期待できる。
Outline of Annual Research Achievements	HPVウイルスゲノムは6つの初期遺伝子を有し、そのうちE6とE7遺伝子は、それぞれ癌抑制蛋白p53およびRbを不活性化し癌化を引き起こす。正常細胞がHPVに感染すると、E6, E7遺伝子の発現増加によって、異形成へ進展する。さらにHPV DNAが染色体に組み込まれると、E６、E7遺伝子が恒常的に高発現し、分化・アポトーシスの抑制、異常増殖、形質転換などが起き、高度異形成となる。さらに遺伝子変異が蓄積すると、浸潤癌へと進展する。 2021年度までに、HPV16陽性CaSki細胞およびHPV18陽性HeLa細胞へ遺伝子特異的siRNAをトランスフェクションすることにより、E6および/またはE7癌遺伝子をノックダウンし、Microarrayによる遺伝子発現解析を行った。ウェスタンブロットにより蛋白発現の解析、Colony formation assayにより細胞増殖の解析、フローサイトメトリーにより細胞周期の解析、TUNEL assayによりアポトーシスの解析、Wound healing assayにより細胞移動能の解析、Transformation assayにより足場非依存性細胞増殖を解析した。E6およびE7遺伝子ノックダウンによりそれぞれ異なる細胞機能への影響が観察され,E7特異的シグナル経路間相互作用の中でG1細胞周期アレストが最も中心的経路であることを見出した。今後更にE6特異的発現変動遺伝子を抽出し、E7に関する結果と比較することにより、より高悪性度の子宮頸癌発癌機序の解明に繋がると考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 遺伝子特異的siRNAをトランスフェクションしたCaSki細胞およびHeLa細胞からRNAを抽出し、Microarrayによる遺伝子発現解析を行った。BRB-Array toolsを用いて各遺伝子特異的siRNAによる遺伝子発現解析結果を比較し、E6特異的、E7特異的、およびE6, E7特異的な発現変動遺伝子を同定した。更にFunRich softwareによりこれらから最終的に15のE7特異的発現変動遺伝子を抽出した。これらの遺伝子に関して、MetascapeおよびDAVIDのWeb toolによりFunctional annotation analysisを行い、上皮間葉転換、クロマチン・リモデリング、およびFocal adhesion：PI3K-Akt-mTOR経路を同定した。STRINGにより蛋白相互作用ネットワーク、またCytoscapeによりHub遺伝子を同定し、E7特異的シグナル経路間相互作用の中でG1細胞周期アレストが最も中心的経路であることを見出した。
Strategy for Future Research Activity	今後更にE6特異的発現変動遺伝子を抽出し、Functional annotation analysis、蛋白相互作用ネットワーク、Hub遺伝子を解析し、E6特異的シグナル経路間相互作用における中心的経路の同定を行う予定である。これらを上述のE7に関する結果と比較することにより、より高悪性度の子宮頸癌発癌機序の解明に繋がると考えられる。