G2-M期での細胞周期停止の制御機構の解析と産婦人科領域腫瘍への臨床応用の可能性

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15591789
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 森永 伴法 兵庫医科大学, 医学部, 助手 (10351818)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻 芳之 兵庫医科大学, 医学部, 助教授 (60148658) ; 島 博基 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (90104257) ; 玉置 知子 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (10172868) ; 吉川 麗月 兵庫医科大学, 医学部, 助手 (90319864) ; 中野 芳朗 兵庫医科大学, 医学部, 助手 (30360267)
• Keywords: 細胞周期 / M期 / cDNAマイクロアレイ / 遺伝子発現 / 細胞死 / 子宮頚癌

Research Abstract

対数増殖期のヒト子宮頚癌細胞をM期で細胞周期を拘束させる培養条件(以下M期拘束条件)に移し、24時間後の細胞の状態をレーザースキャン顕微鏡下で観察すると、M期中期細胞の顕著な蓄積に加え、中心体数の異常や染色体の分離異常を示す細胞が多数観察された。これはM期の進行が障害された結果、M期終了後に染色体の異数性を生じ、細胞増殖阻害およびmitotic catastrophe等による細胞死が誘導されたものと考えられた。
M期拘束条件下で遺伝子発現にどのような変化が生じるかをcDNAマイクロアレイを用いて網羅的に解析し、さらにRT-PCRとウエスタンブロット法を用いて発現変動の再現性を確認した。FACSでG2/M期(4N)の細胞の蓄積が認められる状況で細胞周期関連遺伝子のmRNA発現を検討したところ、Cyclin B1、B2、D1、E1、CDC20、CDC37の発現にはほとんど変化が見られなかった。一方、p21、p53の発現はM期拘束条件に移行したのち3時間から6時間という極めて早い段階で増加し、その後減少に転じた。M期特異的な発現が知られているSTK15の発現はM期拘束条件移行初期に低下し、M期細胞の蓄積に伴って上昇した。タンパクレベルでは、Cyclin B1やCDC2には変化がなかったが、p21がmRNAの増加を反映して増加した。p27もp21とほぼ同時期に微増した。STK15は移行6時間後に減少したのち24時間後に上昇に転じた。
以上の結果は、M期拘束における遺伝子発現の様態が通常細胞周期におけるM期の状態と異なること、および細胞周期停止に伴う遺伝子発現の調節が極めて短時間に行われていることを示しているとともに、これらの遺伝子群が癌遺伝子・癌抑制遺伝子の候補であり化学療法剤開発のターゲットにもなりうることを示唆している。