発癌機構における上皮と間質の相互作用の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12219203
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 武藤 誠 京都大学, 医学研究科, 教授 (70281714)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 智夫 京都大学, 医学研究科, 助手 (70322162) ; 高久 和明 京都大学, 医学研究科, 助手 (90313121) ; 大島 正伸 京都大学, 医学研究科, 助教授 (40324610)
• Keywords: 大腸癌 / 肝癌 / ノックアウトマウス / APC / 血管新生 / Smad2 / LKB1 / β-catenin

Research Abstract

1.家族性大腸ポリープ症のモデルであるApcノックアウトマウスの腸管全域には多発性にポリープが自然発生する。これまでの研究により、間質でのCOX-2発現誘導が腫瘍細胞増殖に重要であること、およびTGF-βシグナルの遮断が悪性化に関与していることを明らかにした。以上の現象における分子機序を明らかにする目的で、以下の研究を行なった。
(1)Apc遺伝子とPGE_2受容体各遺伝子の複合ノックアウトマウスを作製し解析した結果、間質でのEP2受容体を介したシグナルがポジティブフィードバック機構によりCOX-2の発現レベルを維持しており、さらにVEGFの発現を誘導して血管新生に関与していることを明らかにした。
(2)Smad2はTGF-βシグナルに関わる因子であり、Smad4とともに腫瘍抑制因子の可能性が指摘されている。そこでSmad2 Apc複合ノックアウトマウスを作製して解析した結果、Smad2欠損はポリープ発生に影響を及ぼさなかった。したがってTGF-βの腫瘍細胞増殖抑制性作用はSmad2に依存していないことが明らかとなった。
2.あらたな腫瘍発生モデルとしてLkb1ノックアウトマウスを作出した。このマウスでは胃および小腸の過誤腫性ポリープと肝細胞がんを発生した。消化管ポリープではβ-catenin局在変化などのWnt経路の活性化が認められず、Apc遺伝子変異とは異なる分子機序での腫瘍発生が示唆された。今後、ApcおよびLkb1双方の変異マウスを比較解析し、共通した間質側からの作用の解明を行う。肝がんではLkb1遺伝子のLOHが認められ、Lkb1のがん抑制遺伝子としての機能が示唆された。同時に、肝がん発生に重要とされるβ-catenin変異をコンディショナルに導入したが肝腫瘍は発生せず、Wnt経路の活性化だけでは肝がん発生に至らないことを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Sonoshita, M.: "Acceleration of intestinal polyposis through prostaglandin receptor EP2 in Apc^<Δ716> knockout mice"Nature Medicine. 7. 1048-1051 (2001)
• [Publications] Seno, H.: "Cyclooxygenase-2 and prostaglandin E_2 receptor EP2-dependent angiogenesis in Apc^<Δ716> mouse intestinal polyps"Cancer Research. 62. 497-505 (2002)
• [Publications] Miyoshi, H.: "Gastrointestinal hamartomatous polyps in Lkb1 heterozygous knockout mice"Cancer Research. (in press). (2002)
• [Publications] Harada, N.: "Lack of tumorigenesis in the mouse liver after adenovirus -mediated expression of a dominant stable mutation of β-catenin"Cancer Research. 62(in press). (2002)
• [Publications] Gounari, F.: "Somatic activation of β-catenin bypasses pre-TCR signaling and TCR selection in thymocyte development"Nature Immunology. 2. 863-869 (2001)
• [Publications] Miyoshi, K.: "Activation of β-catenin signaling in differentiated mammary secretory cells induces transdifferentiation into epidermis and squamous metaplasia"Proceedings of National Academy of Science, USA. 99. 219-224 (2001)
• [Publications] Oshima, M.: "Chemoprevention of intestinal polyposis in the Apc^<Δ716> mouse by rofecoxib, a specific cyclooxygenase-2 inhibitor"Cancer Research. 61. 1733-1740 (2001)
• [Publications] Ikeda, H.: "Morphologic and molecular analysis of estrogen-induced pituitary tumorigenesis in targeted disruption of transforming growth factor-β type II and/or p27 mice"Endocrine. 16. 55-65 (2001)
• [Publications] Oshima, M.: "COX Selectivity and Animal Models for Colon Cancer"Current Pharmaceutical Design. (in press). (2002)