血管内皮細胞の増殖促進と抑制の新規バランス制御分子による腫瘍血管新生制御の解析

• Project Area: Integrative Research on Cancer Microenvironment Network
• Project/Area Number: 23112513
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 東山 繁樹 愛媛大学, プロテオ医学研究センター, 教授 (60202272)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000); Fiscal Year 2012: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2011: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
• Keywords: 腫瘍血管新生 / がん微小環境 / VEGF / Notch / BAZF / ユビキチンリガーゼ / Cullin3 / タンパク質分解

Outline of Annual Research Achievements

血管新生は、固形腫瘍増殖や組織損傷時の修復過程に必須であり、その制御は血管内皮細胞の増殖促進と抑制のバランス制御で成立している。私どもは、これまでに、血管内皮細胞の増殖促進（VEGFシグナル）と抑制（Notchシグナル）のシグナルバランスを制御する分子複合体BAZF-CUL3を同定してきた。さらに、BAZFおよびCUL3のマウス網膜でのノックダウンによる血管新生評価から、BAZFノックダウンに比べ、CUL3ノックダウンでは極めて強い血管崩壊の表現系が現れることを観察した。このことから、CUL3はBAZF以外にも異なる複合体のパートナーが存在し、血管新生に大きく絡む因子であることが強く示唆された。そこで本研究では、BAZFとCUL3の機能解析をさらに押し進め、血管新生制御の新たな分子機構の解明を目指した。まず、血管内皮細胞の細胞増殖および伸展運動に重要なシグナル伝達経路に焦点を当て詳細な解析を行った結果、CUL3ノックダウンにより、VEGFR2の蛋白質産生が顕著に抑制されることを新たに見出した。この抑制により下流シグナルのAktやErkの活性化が誘導されないことも確認した。さらには、VEGFR2の蛋白質産生の顕著な抑制は、遺伝子発現抑制ではなく、VEGFR2 mRNAの不安定化促進によるタンパク質産生の抑制によることを突き止めた。一方、細胞運動の解析から細胞の伸展力の低下が観察されたことから、細胞-基質接着に重要な接着因子とその下流シグナルの解析を行った。その結果、integrin β1蛋白質産生が極めて特異的に、且つ、顕著に抑制されていることを新たに見出した。以上の結果より、CUL3は血管内皮細胞の増殖のみならず、ネットワーク形成に必須の細胞伸展に関わる鍵分子のVEGFR2とIntegrin β1を同時に制御する極めて重要な因子であることを明らかにした。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Protein kinase D2 and heat shock protein 90 beta are required for BCL6-associated zinc finger protein mRNA stabilization induced by vascular endothelial growth factor-A. (2013)
  • Author(s): Miwa D, Inoue H, Takemori N, Kurokawa M, Sakaue T, Fukuda S, Omi K, Goishi K, Higashiyama S.
  • Journal Title: Angiogenesis Volume: 未定
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cisplatin influences acquisition of resistance to molecular-targeted agents through epithelial-mesenchymal transition-like changes. (2013)
  • Author(s): Kurokawa M, Ise N, Omi K, Goishi K, Higashiyama S.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 104 Issue: 7 Pages: 904-911
  • DOI: 10.1111/cas.12171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ErbB2 dephosphorylation and anti-proliferative effects of neuregulin-1 in ErbB2-overexpressing cell lines; re-evaluation of their low-affinity interaction. (2013)
  • Author(s): Wang, R., Iwakura, Y., Araki, K., Keino-Masu, K., Masu, M., Wang, X., Takei, N., Higashiyama, S. and Nawa, H.
  • Journal Title: Scientific reports Volume: 3 Issue: 1 Pages: 1402-1402
  • DOI: 10.1038/srep01402
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of NANOG upregulation in malignant progression of human cells. (2013)
  • Author(s): Li Y., Higashiyama S., Shimakage M., Kawahara K., Yutsudo M., Watari A.
  • Journal Title: DNA Cell Biol. Volume: 32(3) Issue: 3 Pages: 104-10
  • DOI: 10.1089/dna.2012.1908
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TGFα shedding assay: an accurate and versatile method for detecting GPCR activation. (2012)
  • Author(s): Asuka Inoue
  • Journal Title: Nat Methods Volume: 9 Issue: 10 Pages: 1021-1029
  • DOI: 10.1038/nmeth.2172
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cell surface-annexins regulate ADAM-mediated ectodomain shedding of pro-amphiregulin (2012)
  • Author(s): Hironao Nakayama
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: (印刷中) Issue: 10 Pages: 1964-1975
  • DOI: 10.1091/mbc.e11-08-0683
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A disintegrin and metalloenzyme (ADAM) 17 activation is regulated byα5β1 integrin in kidney mesangial cells (2012)
  • Author(s): Gooz P, Dang Y, Higashiyama S, Twal WO, Haycraft CJ, Gooz M.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 7 Issue: 3 Pages: e33350-e33350
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0033350
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] BAZF, a novel component of cullin3-based E3 ligase complex, mediates VEGFR and Notch cross-signalling in angiogenesis (2012)
  • Author(s): Ohnuki H, Inoue H, Takemori N, Nakayama H, Sakaue T, Fukuda S, Miwa D, Nishiwaki E, Hatano M, Tokuhisa T, Endo Y, Nose M, and Higashiyama S
  • Journal Title: Blood Volume: 119 Issue: 11 Pages: 2688-2698
  • DOI: 10.1182/blood-2011-03-345306
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nuclear translocation of pro-amphiregulin induces chemoresistance in gastric cancer (2012)
  • Author(s): Yoshida Michihiro
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 103 Issue: 4 Pages: 708-715
  • DOI: 10.1111/j.1349-7006.2012.02204.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] BAZF, a novel component of cullin3-based E3 ligase complex, mediates VEGFR and Notch cross-signaling in angiogenesis (2012)
  • Author(s): Ohnuki H, Inoue H, Takemori N, Nakayama H, Sakaue T, Fukuda S, Miwa D, Nishiwaki E, Hatano M, Tokuhisa T, Endo Y, Nose M, Higashiyama S
  • Journal Title: Blood Volume: 119 Pages: 2688-98
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Regulation of ectodomain shedding in EGFR/ligand signaling (2012)
  • Author(s): Shigeki Higashiyama
  • Organizer: International Scientific Coordination Network (ISCN) France-Japan
  • Place of Presentation: Naruto, Japan
  • Year and Date: 2012-11-28
  • Invited
• [Presentation] BAZF mRNA-binding protein regulates stability of proangiogenic genes mRNA under a VEGF-A stimulation (2012)
  • Author(s): Hirofumi Inoue, Daisuke Miwa, Tomohisa Sakaue, Nobuaki Takemori, Katsutoshi Goishi, Shigeki Higashiyama
  • Organizer: キーストンシンポジウム
  • Place of Presentation: 米国ユタ州Snowbird Resort
• [Presentation] ZF50 mRNA-binding protein controls vascular endotghelial growth factor-induced angiogeneic response by increasing mRNA stability of proangiogenic genes (2011)
  • Author(s): Tomohisa Sakaue, Hirofumi Inoue, Daisuke Miwa, Nobuaki Takemori, Katsutoshi Goishi, Shigeki Higashiyama
  • Organizer: 北米血管生物学会(NAVBO)
  • Place of Presentation: 米国マサチューセッツ州Cape Cod
• [Remarks] 愛媛大学プロテオサイエンスセンター 細胞増殖・腫瘍制御部門
  • URL: http://www.m.ehime-u.ac.jp/school/biochem2/
• [Remarks]
  • URL: http://www.m.ehime-u.ac.jp/data/course/list_detail.php?id=201100000053