細胞接着シグナルを介したがん細胞の浸潤制御機構

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12215157
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• Research Institution: Osaka Bioscience Institute
• Principal Investigator: 佐邊 壽孝 (財)大阪バイオサイエンス研究所, 第1研究部, 研究部長 (40187282)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 広橋 説雄 国立がんセンター, 研究所, 所長 (70129625)
• Keywords: 細胞運動 / インテグリン / パキシリン / p130Cas / チロシンリン酸化 / ARFGAP / カドヘリン / c-Src

Research Abstract

インテグリン細胞接着裏打ち蛋白質パキシリンとp130Casとがチロシンリン酸化を介して細胞運動制御に対し互いに相反するシグナルを発生することを見い出した。即ち、細胞運動活性に対して、パキシリンとp130Casの強制発現はそれぞれ負と正とに働き、これらの活性発現には、各々の蛋白質のチロシンリン酸化が必要であった。この事は、正常上皮細胞NMuMG細胞、COS7細胞のheptotactic transmigration a ssay、ならびに、in vitro浸潤モデルであるhepatoma MM1細胞の中皮細胞層への浸潤において認められた。パキシリンとp130Casのリン酸化を制御するチロシンリン酸化酵素であるFakとPyk2に関して、それぞれ複数存在するリン酸化部位のすべてに対するphosphorylation site-specific抗体を用いてin situにて検討し、上皮細胞の運動におけるそれぞれに特異的活性制御機序が存在することを明らかにした。さらに、パキシリンが運動中の細胞のアクチン骨格再構成の時間的空間的制御に深く関与すること、パキシリンにはさらに細胞内小胞輸送やmicrotubule細胞骨格再構成に関与するARFGAP蛋白質因子が結合しており、この因子は細胞の浸潤活性にも深く関与するものである事も明らかにした。(佐邊壽孝)
高転移性肝がん細胞株KYN2は、浮遊系で培養すると、カドヘリンによる細胞接着と索状胞巣の形成がみられ、一方基質との接着により、カドヘリン系の不活化、細胞の分散が認められた。この所見は、KYN2細胞移植腫瘍あるいは転移性を有する肝がん症例の中心部と辺縁部の組織像の違いに対応すると考えられた。基質との接着によりαカテニンの減少と、c-Srcの活性化が認められたが、この現象は、機能抑制型抗インテグリン抗体(抗β1+β5)により抑制された。この細胞に、c-Srcの機能抑制型遺伝子変異体を導入すると、ラフリングが消失し、stress fiberと明瞭な接着斑の形成がみられ、細胞運動能は低下した。以上の所見は、カドヘリン系、インテグリン系の相互作用を示すと共に、細胞骨格系も合わさった複雑な相互作用が、がん細胞の運動性そして浸潤・転移に深く関わっている事を示していると考えられた。(広橋説雄)

Research Products

• [Publications] A.Kondo,S.Hashimoto,H.Yano,K,Nagayama,Y.Mazaki & H.Sabe.: "A new paxillin-binding protein, PAG3/Papα/KIAA0400, bearing an Arf GTPaseactivating protein activity is involved in paxillin recruitment to focal adhesions and cell migration."Mol.Biol.Cell. 11・4. 1315-1327 (2000)
• [Publications] A.Ito,T.R.Kataoka,M.Watanabe,K.Nishiyama,Y.Mazaki,H.Sabe,Y.Kitamura & H.Nojima.: "A truncated isoform of PP2A promotes cell motility through paxillin phosphorylation."EMBO J.. 19・4. 562-571 (2000)
• [Publications] H.Yano,H.Uchida,T.Iwasaki,M.Mukai,H.Akedo,K.Nakamura,S.Hashimoto & H.Sabe.: "Paxillin α and Crk-associated substrate exert opposing effects on cell migration and contact inhibition of growth through tyrosine phosphorylation."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97・16. 9076-9081 (2000)
• [Publications] T.Kanazawa,S.Nakamura,M.Momoi,T.Yamaji,H.Takematsu,H.Yano,H.Sabe,A.Yamamoto,T.Kawasaki & Y.Kozutsumi.: "Inhibition of cytokinesis by a lipid metabolite, psychosine."J.Cell Biol.. 149・4. 943-950 (2000)
• [Publications] K.Nakamura,H.Yano,H.Uchida,S.Hashimoto,E.Schaefer & H.Sabe.: "Tyrosine phosphorylation of paxillin is involved in temprospatial regulation of paxillin-containing focal adhesion formation and F-actin organization in motile cells."J.Biol.Chem.. 275・35. 27155-27164 (2000)
• [Publications] A.Suzuki,T.Hara,N.Kadota,Y.Nakagami,T.Izumi,T.Takenawa,H.Sabe & T.Endo.: "Meltrin a cytoplasmic domain interacts with SH3 domains of Src and Grb2 and is phosphorylated by Src."Oncogene. 19・51. 5842-5850 (2000)
• [Publications] Y.Ishii,A.Ochiai,T.Yamada,S.Akimoto,K.Yanagihara,M.Kitajima,& S.Hirohashi.: "Integrin α6β4 as a suppressor and a predictive marker for peritoneal dissemination in human gastric cancer."Gastroenterology. 118・3. 497-506 (2000)
• [Publications] T.Genda,M.Sakamoto,T.Ichida,H.Asakura,& S.Hirohashi.: "Loss of cell-cell contact is induced by integrin-mediated cell-substratum adhesion in highly-motile and highly-metastatic hepatocellular carcinoma cells."Lab Invest. 80・3. 387-394 (2001)
• [Publications] S.Hashimoto,A.Tsubouchi,Y.Mazaki & H.Sabe.: "Interaction of paxillin with p21-activated kinase (PAK) : association of paxillin α with the kinase-inactive and the Cdc42-activated forms of PAK3."J.Biol.Chem.. (in press)..
• [Publications] Y.Mazaki,S.Hashimoto,K.Okawa.K.Nakamura,R.Yagi,H.Yano,A.Kondo,A.Iwamatsu,A.Mizoguchi,& H.Sabe.: "An ARFGAP protein Git2-short/KIAA0148 Is Involved in Subcellular Localization of Paxillin, and Actin Cytoskeletal Organization."Mol.Biol.Cell. (in press)..
• [Publications] K.Nakamura,H.Yano,E.Schaefer & H.Sabe.: "Different modes and qualties of tyrosine phosphorylation of Fak and Pyk2 during epithelial-mesenchymal transdifferentiation and cell migration."Oncogene. (in press)..
• [Publications] M.takamura,M.Sakamoto,T.Genda,T.Ichida,H.Asakura,& S.Hirohashi.: "Inhibition of intrahepatic metastasis of human hepatocellular carcinoma by Rhoassociated protein kinase inhibitor Y-27632."Hepatology.. (in press).
• [Publications] 佐邊壽孝: "岩波講座、現代医学の基礎2"分子・細胞の生物学II""細胞-細胞、細胞-基質の相互作用""編集:石川春律、高井義美、月田承一郎 出版社:岩波書店. 27 (2000)