ヒト乳がん幹細胞の機能制御に関わる細胞表面タンパク質の解析

• Project Area: Development of Novel Treatment Strategies Targeting Cancer Stem Cells
• Project/Area Number: 25130707
• 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: Kobe University
• Principal Investigator: 下野 洋平 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90594630)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000); Fiscal Year 2014: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2013: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
• Keywords: がん幹細胞 / 乳がん / マイクロＲＮＡ / 細胞表面タンパク質 / ＣＸＣＲ４ / ＷＮＴシグナル伝達系 / ＡＰＣ / マイクロRNA

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ヒト乳がん幹細胞の機能制御に関わる細胞表面タンパク質を中心とした分子機構を解明することを目的としている。本年度は下記の実験を通じて、ヒト乳がん幹細胞で特異的に発現するマイクロRNAであるmiR-142が、WNTシグナル伝達系の活性化とmiR-150の発現を介してがん幹細胞の幹細胞性制御に関わること、および細胞表面タンパク質であるケモカインレセプターCXCR4がヒト乳がん幹細胞による原発巣および転移巣の形成能に重要な働きをもつことを解明した。さらに転移ヒト乳がん幹細胞に特異的な一連のマイクロRNAを解明して、その標的細胞表面タンパク質候補の解析をすすめた。
1. CXCR4の機能解析：ヒト乳がん異種移植マウスの原発巣および肺転移巣より単離したがん細胞の細胞表面タンパク質の発現を単細胞レベルで解析した。CD44発現ヒト乳がん細胞ではCXCR4の発現を強く認め、CXCR4の阻害によりヒト乳がん異種移植マウスの原発巣の増殖および転移巣の形成が抑えられた。
2. ヒト乳がん幹細胞特異的マイクロRNAであるmiR-142とmiR-150の機能解析：細胞表面タンパク質FZDを介して乳がん幹細胞の機能を制御するWNTシグナル伝達系の構成タンパク質APCがmiR-142の標的であること、miR-142を介したWNTシグナル伝達系の活性化がmiR-150の転写を誘導すること、miR-142とmiR-150が共に正常乳腺組織の過形成を誘導すること、およびmiR-142の発現抑制がヒト乳がん幹細胞の腫瘍形成能を抑制することを解明した。
3. 転移ヒト乳がん幹細胞特異的マイクロRNAの解析：ヒト乳がん異種移植マウスの原発巣および転移巣のがん幹細胞のマイクロRNA発現を網羅的に解析して、転移がん幹細胞を特徴づける一連のマイクロRNAを同定するとともに、標的細胞表面タンパク質候補の解析をすすめた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Comparison of 2D- and 3D-culture models as drug-testing platforms in breast cancer (2015)
  • Author(s): Imamura Y, Mukohara T, Shimono Y, Funakoshi Y, Chayahara N, Toyoda M, Kiyota N, Takao S, Kono S, Nakatsura T, Minami H
  • Journal Title: Oncol Rep Volume: 33 Issue: 4 Pages: 1837-1843
  • DOI: 10.3892/or.2015.3767
  • NAID: 120005758024
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] miR-142 regulates the tumorigenicity of human breast cancer stem cells through the canonical WNT signaling pathway (2014)
  • Author(s): Isobe T, Hisamori S, Hogan DJ, Zabala M, Hendrickson DG, Dalerba P, Cai S, Scheeren F, Kuo AH, Sikandar SS, Lam JS, Qian D, Dirbas FM, Somlo G, Lao K, Brown PO, Clarke MF, Shimono Y
  • Journal Title: eLife Volume: 3
  • DOI: 10.7554/elife.01977
  • NAID: 120005697221
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Suppression of the TGF-β1-induced protein expression of SNAI1 and N-cadherin by miR-199a. (2014)
  • Author(s): Suzuki T, Mizutani K, Minami A, Nobutani K, Kurita S, Nagino M, Shimono Y, Takai Y.
  • Journal Title: Genes Cells. Volume: 19 Issue: 9 Pages: 667-675
  • DOI: 10.1111/gtc.12166
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TYRO3 as a potential therapeutic target in breast cancer (2014)
  • Author(s): Ekyalongo RC, Mukohara T, Funakoshi Y, Tomioka H, Kataoka Y, Shimono Y, Chayahara N, Toyoda M, Kiyota N, Minami H
  • Journal Title: Anticancer Res Volume: 34 Pages: 3337-3345
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Absence of primary cilia in cell cycle-arrested human breast cancer cells. (2014)
  • Author(s): Nobutani K, Shimono Y, Yoshida M, Mizutani K, Minami A, Kono S, Mukohara T, Yamasaki T, Itoh T, Takao S, Minami H, Azuma T, Takai Y.
  • Journal Title: Genes Cells. Volume: 19 Issue: 2 Pages: 141-152
  • DOI: 10.1111/gtc.12122
  • Peer Reviewed
• [Presentation] マイクロRNA研究の歴史と現状、ゲノム薬理学への応用について (2015)
  • Author(s): 下野 洋平
  • Organizer: 第１回日本ゲノム薬理学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-02-14
  • Invited
• [Presentation] がん幹細胞特異的マイクロＲＮＡによるＷＮＴシグナル伝達系制御機構 (2015)
  • Author(s): 下野 洋平
  • Organizer: 日本癌学会シンポジウム / 共同利用・共同研究拠点シンポジウム
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2015-01-21 – 2015-01-22
  • Invited
• [Presentation] miR-142 regulates the tumorigenicity of human breast cancer stem cells (2014)
  • Author(s): Yohei Shimono, Shigeo Hisamori, Taichi Isobe
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] HER/NF-κB induced IGF2 loop as a fundamental mechanism for breast cancer stem and niche cell maintenance (2014)
  • Author(s): Kana Tominaga、Teppei Shimamura、Yohei Shimono、Hideshi Ishii、Hideyuki Saya、Masaki Mori、Kei-ichiro Tada、Toshihisa Ogawa、Arinobu Tojo、Satoru Miyano、Noriko Gotoh
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] Effect of natural killer cell infiltration on the growth of the mouse xenografts tumors of human breast cancers. (2014)
  • Author(s): Junko Mukohyama、Yohei Shimono、Yohei Funakoshi、Toru Mukohara、Hiroshi Matsuoka、Yoshihiro Kakeji、Hironobu Minami
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] miR-199a suppresses the TGF-β1-induced protein expression of SNAI1 and N-cadherin (2014)
  • Author(s): Toshihiro Suzuki*、Kiyohito Mizutani、Akihiro Minami*、Kentaro Nobutani、Masato Nagino、Yohei Shimono、Yoshimi Takai
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] MicroRNA-mediated regulation of the human cancer stem cells. (2014)
  • Author(s): Yohei Shimono
  • Organizer: 札幌国際がんシンポジウム
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-06-26 – 2014-06-28
  • Invited
• [Presentation] Activation of the Canonical Wnt Signaling Pathway and Enhancement of the Tumorigenicity of Breast Cancer Stem Cells by MicroRNA-142 (2014)
  • Author(s): Yohei Shimono, Taichi Isobe, Shigeo Hisamori, and Michael F. Clarke
  • Organizer: 第１２回幹細胞シンポジウム
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [Presentation] Regulation of the Wnt signaling pathway by microRNA-142 upregulated in human breast cancer stem cells. (2014)
  • Author(s): Shimono, Y.
  • Organizer: Keystone Symposia: Stem Cells and Cancer
  • Place of Presentation: カナダ（バンフ）
• [Presentation] がん幹細胞研究：現状と将来展望 (2013)
  • Author(s): 下野 洋平
  • Organizer: 第11回日本臨床腫瘍学会学術集会
  • Place of Presentation: 東北大学百年記念会館（仙台）
  • Invited
• [Presentation] 幹細胞異常と内科系疾患、現状と展望： 幹細胞疾患とエピジェネティクス (2013)
  • Author(s): 下野 洋平
  • Organizer: 第110回日本内科学会講演会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム（東京）
  • Invited
• [Presentation] Reduction of the sialylation of nectin-like molecule 2 and enhancement of the ErbB2/ErbB3 signaling by microRNA-199a. (2013)
  • Author(s): Shimono, Y.
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
• [Presentation] Nectins, afadin, and nectin-like molecules in human normal mammary and breast cancer tissues. (2013)
  • Author(s): Kitayama, M.
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
• [Presentation] MicroRNA-203 suppresses the Wnt effector TCF4 and regulates the proliferation of normal and malignant colon cells. (2013)
  • Author(s): Hisamori, S.
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）