がん細胞は自身の生存をかけ放射線域を逃れるべく上皮間葉移行をなしうるか

• Project/Area Number: 24390285
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Radiation science
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 西岡 健 北海道大学, 大学院保健科学研究院, 教授 (80271659)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芳賀 永 北海道大学, 大学院先端生命科学研究院, 教授 (00292045) ; 安田 元昭 北海道大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (90239765) ; 武島 嗣英 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教 (10360950)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000); Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2013: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2012: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 放射線生物学 / UTR / HIF / HIF-1a / trascription / translation / 放射線治療 / 低酸素 / HIF/alpha

Outline of Annual Research Achievements

今年度の実験において我々は5'UTRおよび3'UTR依存性発現調節の候補遺伝子の機能解析を行った。5'UTR結合タンパク質に関してはSRSFファミリーが有望であると考えられた。これらタンパク質はHIF-laあるいはcMYCの5'UTRを挿入したルシフェラーゼリポーターからのタンパク質発現を数倍に活性化することができた。これら候補遺伝子の発現を、マイクロアレイにて比較したところ、予想通り高転移性株では発現が高い傾向が認められた。これらの発現が遺伝子プロモーター領域の配列の違いによるものか否かを判断するため、アレイ解析に用いた細胞のゲノムDNAを出発材料にしてプロモーター領域のシークエンスを行ったところ顕著な塩基置換は認められず、メチル化などのエピジェネティックな変化の解析が今後の課題として提起された。3'UTR依存性発現調節の候補遺伝子としてELAVLファミリータンパク質の1つであるELAVL2の機能解析を行った。ELAVL1はほぼ全ての細胞において多量に発現し主に核局在を示すが、ELAVL2は主に細胞質に局在する。ELAVL2導入細胞株ではELAVL1を導入した細胞よりも、ARE mRNA由来のタンパク質発現レベルが有意に上昇していた。蛍光タンパク質タグを付与したHuRを単独で強制発現させてもELAVL1は核局在を示したが、ELAVL1とELAVL2を同時に発現させた細胞では細胞質局在するELAVL1が認められた。two-hybrid法にて、ELAVL1どうしの結合よりELAVL1-ELAVL2間のほうがより強い結合であることが示された。この結合にはELAVL2のN末端、C末端領域が必要であった。ELAVL1の核から細胞質への局在変化にはELAVL2が大きく関わっていること、ELAVL2の発現量はがん細胞の悪性度と相関することが示唆された。これまで3'UTR依存性の翻訳抑制機構を担うと報告されてきたELAVL1はむしろHIF-1αの翻訳効率を低下させることが示され、従来考えられてきた調節機構はより複雑なものであることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Cell type-specific reciprocal regulation of HIF1A gene expression is dependent on 5'-and 3'-UTRs (2014)
  • Author(s): Yasuda M, Hatanaka T, Shirato H, Nishioka T
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 16;447(4) Issue: 4 Pages: 638-643
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.04.058
  • NAID: 120006803963
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activating Transcription Factor 5 Enhances Radioresistance and Malignancy in Cancer Cells (2014)
  • Author(s): S. Ishihara, M. Yasuda, A. Ishizu, M. Ishikawa, H. Shirato, H. Haga
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 09 Jul Issue: 1 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1007/s10616-014-9766-4
  • NAID: 120005613573
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lung cancer cells that survive ionizing radiation show increased integrin α2β1- and EGFR-dependent invasiveness (2013)
  • Author(s): Xue Li, Seiichiro Ishihara, Motoaki Yasuda, Takeshi Nishioka, Takeomi Mizutani, Masayori Ishikawa, Kazushige Kawabata, Hiroki Shirato, Hisashi Haga
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8(8) Issue: 8 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0070905
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Irradiation-tolerant lung cancer cells acquire invasive ability dependent on dephosphorylation of the myosin regulatory light chain (2013)
  • Author(s): Ishihara S, Yasuda M, Nishioka T, Mizutani T, Kawabata K, Shirato H, Haga H
  • Journal Title: FEBS Lett Volume: 587(6) Issue: 6 Pages: 732-736
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.01.055
  • NAID: 120005228631
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Investigation of the change in marker geometry during respiration motion: a preliminary study for dynamic-multi-leaf real-time tumor tracking (2012)
  • Author(s): Rie Yamazaki, Seiko Nishioka, Hiroyuki Date, Hiroki Shirato, Takao Koike, and Takeshi Nishioka
  • Journal Title: Radiation Oncology Volume: 7:218 Issue: 1 Pages: 218-222
  • DOI: 10.1186/1748-717x-7-218
  • Peer Reviewed
• [Presentation] X-Ray Irradiation Induces Mitophagy and Cancer Metabolic Reprogramming (2014)
  • Author(s): T. Nishioka, H. Shirato M. Yasuda
  • Organizer: ASTRO (American Society for Radiation Oncology), 55th Annual meeting
  • Place of Presentation: サンフランシスコ
  • Year and Date: 2014-09-15
• [Presentation] 5 ' UTRを介したHIF-1 αの転写活性の調節 (2012)
  • Author(s): 西岡 健
  • Organizer: 第71回日本癌学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌・ホテルロイトン
  • Year and Date: 2012-09-21
• [Presentation] HIF-1alpha Post Transcriptional mRNA Regulation Under Normoxia
  • Author(s): Takeshi Nishioka, Hiroki Shirato, Motoaki Yasuda
  • Organizer: アメリカ放射線腫瘍学会
  • Place of Presentation: アトランタ Georgia World Congress Center