2015 Fiscal Year Research-status Report
がん細胞のストレス応答と難治がん治療戦略の基盤研究
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15K08300
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
北嶋 繁孝 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (30186241)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ストレス応答転写因子 / ATF3 / p53 / システムズ解析 / がん抑制 / がん細胞遊走浸潤 / Wnt |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．ヒトがんの発がん、がん抑制および抗がん剤感受性には、ストレス応答シグナルの異常が深く関与する。本研究では、我々がこれまで進めてきたストレス応答転写因子p53-ATF3経路の遺伝子応答のシステム的解析と、我々が新規に見出したWnt-ATF3遺伝子カスケード経路の機能解析を進めている。
２．p53-ATF3の研究では、それぞれの遺伝子改変マウスを作製し細胞レベルでの細胞死誘導と個体レベルでの自然発症発がんの発症の協調機能を明らかにした。さらにDNA傷害応答のマイクロアレイ発現解析、ChIP-seq解析を組み合わせたシステムズ方法を用いて、相互の協調機能の統合解析を進めた。
３．ストレス応答転写因子ATF3遺伝子の近位プロモーターにTCF4/b-catenin結合部位を見出し、ATF3がWntの結合型の直接な標的遺伝子であることを明確に示した。さらに、そのシグナルが、Wntが発がん的に働くことと違って、がん細胞の遊走や浸潤を抑制するがん抑制機能を持つnegative regulatorであることを見いだした。
４．ATF3の軟骨細胞特異的なノックアウトマウスを作成し、変形性関節炎の発症が抑制されることから、ATF3の軟骨細胞破壊による疾患への関与を明らかにした（金沢大学薬学部との共同研究）
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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
ヒトがんの発がん、がん抑制および抗がん剤感受性には、ストレス応答シグナルの異常が深く関与する。本研究では、我々がこれまで進めてきたストレス応答転写因子p53-ATF3経路の遺伝子応答のシステム的解析を勧めるとともに、我々が新規に見出したWnt-ATF3遺伝子カスケード経路の分子生物学的、がん病態での解析を進めている。その結果、p53とATF3のダブル遺伝子改変マウスの個体自然発症発がんはp53単独ノックアウトよりも高率の発がん発症を呈し、ATF3はp53と協調するがん抑制遺伝子であることを見出した。現在、両者の関わりを、DNA傷害応答のマイクロアレイ発現解析、ChIP-seq解析を組み合わせたシステムズ統合解析によって明らかにしようとしており、新しい知見を得ている。また、ATF3が発がんシグナルのWnt下流において、結合型標的遺伝子であり、そのシグナルは、がん細胞の遊走や浸潤を抑制しがん抑制機能を持つことを示した。Wntが発がんシグナルであることと異なり、そのnegative regulatorであることを見いだした。これらは、新規性の高い成果であり、1年目である27年度の計画を超えて進めることができた。また、共同研究から、ATF3が、変形性関節炎の発症を抑制することを明らかにした（金沢大学薬学部との共同研究）
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の２年目では、以上の研究を完成させ論文発表を行う。特に、ストレス応答転写因子ATF3は、がん抑制、特に抗がん剤応答におけるストレス応答の重要性と抗がん剤感受性への関わり、さらには新規抗がん剤の開発やその作用機序に関わることが明らかになったので、その抗がん機能のがんマーカーとしての有用性と臨床のがん診断、治療と予防に貢献できる成果を提示する。
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| Causes of Carryover |
本科研費の初年度においては当初計画を上回る成果を出すことができた。そのため、次年の28年度の計画としていたChIP-seq解析を前倒しで行うこととし、経費の一部を2015年7月27日に27年度分として前倒し支払請求を行った。その結果、27年度は研究を前進させることができた。その残りを次年度に持ち越して使用することとなったために次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本来の研究課題のうち、p53-ATF3の遺伝子改変マウスの胎児線維芽細胞を用いたDNA傷害応答の遺伝子制御を明らかにするために、次世代シーケンスを用いたChIP-seq解析を完成させる。その結果、DNA傷害の転写因子カスケードのパスウエイ解析を完成させる。このデータと、これまで我々が明らかにしてきた遺伝子改変マウス細胞の個体および細胞レベルのデータをまとめて統合的な視点の論文を完成させる。ヒト大腸がん細胞でのWnt-ATF3経路に関する研究では、分子細胞学、がん生物学的手法を用いたデータを完成させる。以上の論文発表を行い社会発信を行う。
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