2016 Fiscal Year Research-status Report
上皮組織構築における細胞接着－細胞骨格インターフェースの機能解析
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15K08158
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
伊藤 雅彦 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (70270486)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 上皮細胞 / 細胞接着 / 細胞骨格 / 癌転移 / 腫瘍形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度より取り組んだ研究課題である、癌の転移能に関連する解析をさらに発展させる研究を行った。上皮に由来する癌が浸潤・転移する過程には、上皮としての特徴を喪失して線維芽細胞様の状態に移行する上皮間葉転換Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT)が多くの場合関係している。EMTでは、上皮細胞間接着構造の消失と同時に、細胞骨格構造も変化するが、この点に関して分子レベルの知見は限られている。そこで、上皮細胞間接着構造に局在して細胞骨格制御に働く可能性がある分子の発現について、非転移性癌細胞と転移性癌細胞の間で比較解析した結果、転移能の有無によって転写レベルおよびタンパク質レベルで差を示すことが明らかになった。
この知見を元に、標的分子の過剰発現および発現抑制を、培養癌細胞を用いて行った。しかしながら、発現変化を起こした細胞において細胞骨格構造の顕著な変化を認めることはなかった。したがって、転移能の獲得に伴う癌細胞の細胞骨格構造変化が、標的とした調節分子の発現変化そのものが原因となって起きる可能性は低いものと考えられる。
一方、調節分子の中の一つについて、非転移性癌細胞と転移性癌細胞では異なるアイソフォームが発現していることを見いだている。そこで、CRISPR/Cas9法を用いて、転移性癌細胞に発現するアイソフォームを欠損する細胞の樹立を行った。樹立に成功した細胞では、細胞骨格の構築および細胞形態が、転移性癌細胞に典型的な線維芽細胞様の状態から上皮細胞様に変化していた。また、細胞の運動能ならびに浸潤能が、元の転移性癌細胞に比較して大きく減弱し、さらには増殖能や生存能も低下していた。以上の結果から、転移性癌細胞に特異的に発現するアイソフォーム分子は、癌細胞の転移性形質に機能的に関与していることが示唆される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度に計画していた解析を、ほぼ予定通りに進めることができたため、おおむね順調に進展しているとした。全体の流れとして、上皮が関わる主要疾患の一つ癌について、転移という極めて重大な現象に上皮細胞間接着と細胞骨格をつなぐインターフェースのアイソフォーム変化が関わっていることを、現在までに明らかにすることができた。以下に述べる今後の推進方策を通じて、関与する分子機構をさらに詳しく明らかにしていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
転移先臓器で癌細胞が増殖する際に標的分子の存在がどのように作用するか明らかにするため、親株細胞と細胞骨格調節因子を遺伝子破壊した細胞を、ヌードマウスに移植し、生体内でどのような挙動を示すか解析する。また、親株である転移性癌細胞と遺伝子破壊細胞に発現する遺伝子群を網羅的に比較解析する。さらに、各アイソフォームに特有な結合タンパク質の同定など、分子機能の違いについて詳しく検討する。
これらの解析を通じて、癌細胞が転移能を獲得する際に起きるアイソフォーム変化が、分子レベルでどのような経路を通じて細胞に影響を及ぼすのか、より具体的に明らかにし、癌の診断ならびに治療への応用の可能性を探っていく。
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| Causes of Carryover |
本年度においては培養細胞を用いた実験が主であり、また遺伝子破壊細胞の樹立に時間を要したため、当初の予定よりも新規購入する試薬類が減少したことが、次年度使用額が生じた主たる理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
細胞移植実験に用いるヌードマウスを購入する。また、民間企業の受託サービスを利用して発現遺伝子の網羅的解析（マイクロアレイ、RNA-seq）を行う予定であるが、この実験には数十万円を要すると見込んでいる。
さらに、実験手法の習得や特殊な装置を使用するための他大学への出張、学会発表や論文発表のためにも使用する予定である。
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