PERKを介した細胞内ストレス適応が肝細胞がん進展に及ぼす影響

• Project/Area Number: 21K20660
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 行本 敦 愛媛大学, 医学部附属病院, 助教 (60907369)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 小胞体ストレス / PERK / RMRP / アポトーシス / 酸化ストレス

Outline of Research at the Start

小胞体ストレスをはじめとする細胞内ストレスは、がんの細胞内環境において重要な因子である。細胞内ストレスへの適応応答は、細胞の生存、がんの進展に大きく寄与している。がん細胞では小胞体ストレスは活性化していることが知られている。小胞体ストレス関連遺伝子PERKの活性化によるタンパク翻訳阻害は細胞分裂を妨げるが、がん細胞ではタンパク合成は促進しており、PERK経路に対する適応応答が働いている。本研究ではがん細胞固有の細胞内ストレスによる発現遺伝子の変化を確認することで、肝細胞がんのストレス適応機序を明らかにして、適応応答に関わる遺伝子を解明する。

Outline of Annual Research Achievements

がんの細胞内環境における重要な因子として小胞体ストレス（ER ストレス）がある。がん細胞ではERストレスの主要分子であるPKR like endoplasmic reticulum kinase（PERK）は活性化していることが知られている。一方、これまで研究代表者らはPERK経路においてlong noncoding RNAであるRMRPが関与することを報告してきた。RMRPはミトコンドリアや核に存在するが、その役割については不明な点も多い。今回、肝がん細胞株において小胞体ストレスをはじめとする細胞内ストレス環境下でのRMRPの役割について検討した。
まず、肝がん細胞株にツニカマイシンを添加して小胞体ストレスを誘導したところ、リアルタイムRT-PCR法、ウエスタンブロット法でPERKの発現は増加しRMRPの発現が抑制された。RMRPをsiRNAによりノックダウンしたところ、ルシフェラーゼアッセイ、ウエスタンブロット法でカスパーゼ 9の活性化がみられた。一方、カスパーゼ 8の活性化はみられなかった。更に、miRNAについても検討した。RMRPと相補的な配列を有するmiR-206の発現はRMRPのノックダウン群で上昇していた。RMRPによるアポトーシス誘導にはカスパーゼ9を介した内因性経路やmicro RNAが関与していた。
次に、RMRPと血管新生因子の関係について検討した。RMRPのノックダウン群ではVEGF、PDGFについてリアルタイムRT-PCR法ではRNA発現量に有意差はみられなかった。
これらの結果よりRMRPの低下は内因性アポトーシスに影響し、血管新生への影響は軽微である可能性が示唆された。RMRPはがん細胞の生存に影響を与えるため、肝細胞がんにおける治療標的となる可能性がある。

Research Products

• [Presentation] The long noncoding RNA of RMRP is repressed by ER stress and induces apoptosis in hepatocellular carcinoma (2021)
  • Author(s): Yukimoto Atsushi, Watanabe Takao, Okazaki Yuki, Sunago Kotaro, Nakamura Yoshiko, Yohei Koizumi, Yoshida Osamu, Tokumoto Yoshio, Hirooka Masashi, Abe Masanori, Hiasa Yoichi
  • Organizer: The Liver Meeting of American Association for the Study of Liver disease
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Long Non-coding RNA of RMRP is repressed by PERK and induces apoptosis in hepatocellular carcinoma (2021)
  • Author(s): Yukimoto Atsushi, Watanabe Takao, Okazaki Yuki, Sunago Kotaro, Nakamura Yoshiko, Yohei Koizumi, Yoshida Osamu, Tokumoto Yoshio, Hirooka Masashi, Abe Masanori, Hiasa Yoichi
  • Organizer: The Asian Pacific Association for the Study of the Liver Single Topic Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 小胞体ストレスに関連する long noncoding RNA RMRP を介した肝細胞がんのアポトーシス誘導作用 (2021)
  • Author(s): 行本敦、渡辺崇夫、日浅陽一
  • Organizer: 第44回 日本肝臓学会西部会