がん微小環境における糖鎖を介した細胞接着の役割解明と制御法の開発

• Project Area: Integrative Research on Cancer Microenvironment Network
• Project/Area Number: 23112520
• 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: Aichi Medical University
• Principal Investigator: 神奈木 玲児 愛知医科大学, 公私立大学の部局等, 客員教授 (80161389)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000); Fiscal Year 2012: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2011: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 上皮間葉転換 / シアリルルイスａ / シアリルルイスｘ / セレクチン / 糖転移酵素遺伝子 / 転写調節機構 / c-Myc / CDX2 / 糖鎖認識分子 / シグレック / 正常型糖鎖 / 組織マクロファージ / ITIMドメイン / COX2 / 消化管粘膜

Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまで悪性細胞に発現する糖鎖性の細胞接着分子について、その癌における発現誘導機構と病態生理上の機能を研究し、現在までに、発癌初期の糖鎖合成遺伝子のエピジェネティック・サイレンシングによる糖鎖性の細胞接着分子の発現誘導や、進行期における癌細胞の低酸素抵抗性の獲得に伴う糖鎖性の細胞接着分子の発現亢進の機構を解析してきた。今年度は、癌のプログレッションに伴う上皮間葉転換(EMT)に伴う糖鎖性の細胞接着分子の発現の変化と、その背後にある発現の転写調節機構について検索した。培養大腸癌細胞を無血清培地中で二種類の細胞増殖因子(EGFおよびFGF2)の存在下で培養してEMTを誘導したところ、E-カドヘリンの発現が低下し、SNAIL1, ZEB1の発現が誘導され、EMTが起こっていることが確認された。この時、細胞接着糖鎖であるシアリルルイスｘおよびシアリルルイスａの発現が有意に亢進した。これらの糖鎖が細胞接着分子E-セレクチンの特異的リガンドであることから、EMTを起こした癌細胞へのE-セレクチンの結合を検索したところ、結合の有意な増強を認めた。EMTに伴いシアル酸転移酵素などシアリルルイスｘ/シアリルルイスａ糖鎖の合成に関与する糖転移酵素遺伝子の転写レベルの上昇を認め、その背後にEMTに伴う転写因子c-Mycの活性増大があることを見いだした。また、EMTに伴いシアリルルイスｘ/ａ糖鎖の合成経路と基質を競合して合成阻害の方向に働く糖転移酵素遺伝子の転写レベルの低下が見られ、その背後にはEMTに伴う転写因子CDX2の発現低下があることを見いだした。以上の成果は、癌のプログレッションに伴う癌細胞のEMTにおいて、転写因子c-MycとCDX2が協調して、癌細胞の血管内皮細胞との接着を媒介する糖鎖性の細胞接着分子の発現を誘導することを示すものである。以上の成果を原著論文として発表した。

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] KSGal6ST generates galactose-6-O-sulfate in high endothelial venules but does not contribute to L-selectin-dependent lymphocyte homing (2013)
  • Author(s): Patnode, M. L., et al.
  • Journal Title: Glycobiology Volume: 23 Issue: 3 Pages: 381-394
  • DOI: 10.1093/glycob/cws166
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transcription factors c-MYC and CDX2 mediate E-selectin ligand expression in colon cancer cells undergoing EGF/bFGF-induced epithelial-mesenchymal transition (2012)
  • Author(s): Sakuma K, Aoki M, Kannagi R.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 109(20) Issue: 20 Pages: 7776-7781
  • DOI: 10.1073/pnas.1111135109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Induction of 6-sulfated glycans with cell adhesion activity via T-bet and GATA-3 in human helper T cells (2012)
  • Author(s): Sakuma K, Chen GY, Aoki M, Kannagi R.
  • Journal Title: Biochim Biophys Acta Volume: 1820 Issue: 7 Pages: 841-848
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2012.03.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Colonic epithelial cells express specific ligands for mucosal macrophage immunosuppressive receptors, siglec-7 and-9 (2012)
  • Author(s): Miyazaki, K., Sakuma, K., Kawamura, Y. I., Izawa, M., Ohmori, K., Mitsuki, M., Yamaji, T., Hashimoto, Y., Suzuki, A., Saito, Y., Dohi, T., and Kannagi, R.
  • Journal Title: J. Immunol Volume: 188 Issue: 9 Pages: 4690-4700
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1100605
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sialylated and sulfated carbohydrate ligands for selectins and siglecs : involvement in traffic and homing of human memory T and B lymphocytes (2011)
  • Author(s): Kannagi, R., Ohmori, K., Chen, G. Y., Miyazaki, K., Izawa, M., and Sakuma, K.
  • Journal Title: Adv. Exp. Med. Biol Volume: 705 Pages: 549-569
  • DOI: 10.1007/978-1-4419-7877-6_29
  • ISBN: 9781441978769, 9781441978776
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TNFα enhances the motility and invasiveness of prostatic cancer cells by stimulating the expression of selective glycosyl-and sulfotransferase genes involved in the synthesis of selectin ligands (2011)
  • Author(s): Radhakrishnan, P., Chachadi, V., Lin, M. F., Singh, R., Varki, A., Kannagi, R., and Cheng, P. W.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun Volume: 409 Issue: 3 Pages: 436-441
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2011.05.019
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Glycan ligands for siglecs and immune homeostasis in intestinal mucosal membranes (2012)
  • Author(s): Kannagi R.
  • Organizer: The 9th international conference on sialic acid, SialoGlyco 2012
  • Place of Presentation: Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 2012-09-09
  • Invited
• [Presentation] Biology of Sugar Modification (2011)
  • Author(s): Kannagi R.
  • Organizer: The 3^<rd> Workshop of the Netherlands-Japan on Recent Advances in Glycobiology
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
• [Remarks]
  • URL: http://www.aichi-med-u.ac.jp/institute/outline/sentanigaku.html