2015 Fiscal Year Research-status Report
新規なX染色体がん抑制遺伝子Nrk欠損マウスによる細胞増殖抑制機構の解明
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15K14378
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
傳田 公紀 東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (50212064)
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | プロテインキナーゼ / 胎盤 / 乳腺 / がん / 周産期 / ノックアウトマウス |
Outline of Annual Research Achievements |
我々は,X染色体にコードされるNrk(Nik-related kinase)を,新奇なセリン/スレオニンプロテインキナーゼとして単離同定し,その機能解析を行ってきた。本研究では,Nrkの哺乳動物個体における生理機能を明らかにすることを目的として,Nrk遺伝子欠損マウスの作出と解析を行い,観察事例のひとつで周産期に関わる顕著な表現型として,妊娠・出産を経験したNrk欠損メスマウスが高頻度に乳腺腫瘍を発症することを見出した。さらに,野生型マウスにおいて,Nrkがエストロゲン産生組織である卵巣で発現すること,乳腺腫瘍を発症したNrk欠損メスマウス個体において卵巣および血中におけるエストロゲン濃度が顕著に増大することを見出した(日本分子生物学会年発表)。現在,臨床学的に乳がんの70%はホルモン感受性であることが知られるが,モデル動物としてのこのNrk遺伝子欠損マウスの表現型を活用することによって,卵巣のエストロゲン生合成が介在する乳腺上皮組織の細胞増殖制御機構を解明することが期待できる。現在,エストロゲン受容体の体組織(特に乳腺)における分布が,Nrk遺伝子欠損によってどのような影響を受けているか免疫組織染色による病理組織学的解析等を進めているところである。卵巣におけるエストロゲン合成制御を介してNrkが乳腺上皮細胞の増殖を抑制することが正しいならば新たな制御因子の存在が示唆されることになり,乳がん治療薬の作用点の提示に貢献する可能性が高い。 他方,これまでにNrkの相互作用因子として生体内の細胞増殖制御に寄与すると考えられる有力な複数の制御因子を単離しており,それらの機能解析についても継続し推進しているところである。Nrkが司る細胞内におけるシグナル伝達経路の詳細を解析することによって,その細胞増殖制御メカニズムを解明し,がん征圧の有力な手立てを確立する一助となることを目指したい。
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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
Nrk遺伝子を欠損したマウスのうち,妊娠出産を繰り返したメス個体では,その乳腺上皮におそらくエストロゲン感受性の腫瘍を好発し,死に至ることが見出されている。このことは,Nrkが細胞増殖抑制因子であり,その遺伝子欠損によってがん抑制遺伝子としての機能が損なわれ,乳腺上皮組織の細胞増殖制御が支障をきたすことが原因で発症することを強く示唆するものである。本研究では,乳腺腫瘍の発症メカニズムを浮き彫りにすると同時に,健康な哺乳動物個体において通常Nrkがどのような生理的役割を果たしているかを明らかにすることを目標とする。乳腺腫瘍を形成したNrk欠損マウスの卵巣において,健常マウスでは半定量的なRT-PCR解析でNrkの発現上昇が認められたこと,乳腺腫瘍を形成したNrk欠損マウスの血中エストロゲン濃度が著しく上昇することというこれまでの知見に加えて,今年度の研究成果,すなわち,乳腺においては野生型個体で非妊娠時にほとんど認められないNrkの遺伝子発現がメス個体の乳腺において誘導されること,Nrkを欠損するとエストロゲン受容体の発現量が亢進し,組織ホルモン感受性の上昇に繋がることを原因として生体内に異常をきたす可能性が高いことがわかった。以上の実験データは,マウスメス成獣における主要なエストロゲン産生組織が卵巣であることを考え併せると,Nrkが卵巣におけるエストロゲン生合成を制御しているために乳腺上皮細胞の過増殖が抑えられる結果,乳腺腫瘍の発症が起こりにくくなることを顕すものと考えれられる(submitted)。以上のことから,今年度の研究の進捗によって,当初の研究方針に対し若干の軌道修正を要しながらも,未知の乳腺上皮における細胞増殖制御機構を知る上で重要な情報を獲得することができた。従って本研究課題は現在までのところ,ほぼ当初の実験計画に見合うに値する前進があったものと判断している。
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Strategy for Future Research Activity |
今後は本年度の研究成果を踏まえ,エストロゲンが発するシグナル伝達をNrkが抑制することによって,乳腺上皮細胞の過増殖の帰結として,乳腺腫瘍の発症が抑えられるという仮説の検証を引き続き進める。まずNrkを発現させることによりエストロゲン受容体とその関連因子の遺伝子発現が実際に誘導されるか,培養細胞系でNrkを発現させて調べる。また,細胞がん化の原因となりうるNrk下流のシグナル伝達経路の要素となりうる調節因子を同定(特定)する目的で,これまでのプロテオーム解析によって得られたNrk遺伝子欠損で発現変動が認められるタンパク因子の機能解析をさらに進める。Phos-tagによるリン酸化プロテオーム解析を導入することによって,Nrkのリン酸化基質となる制御因子を絞り込み,そのリン酸化の連携を追跡することによって実際に生体内でNrkが寄与する情報の流れがどのような役割を果たしているのかを解析する。さらに,卵巣でNrkが与るシグナル伝達下流で発現制御される遺伝子群の網羅的解析を行う。Nrk欠損個体の卵巣では,Nrkの標的遺伝子の発現が低下していると予測されることから,DNAマイクロアレイ法による遺伝子発現プロファイルを解析することによってNrk欠損卵巣を正常な卵巣と比較し,発現変動した遺伝子を同定する。この研究の発展型として,乳腺腫瘍を生じたNrk欠損個体の卵巣におけるプロテオーム解析の実施も視野に入れたい。 また,この遺伝子欠損によってメス妊娠マウスにおいて分娩不全が起こるもうひとつの表現型を含めると,周産期全般にわたってNrkが及ぼす影響が大きいことが考えられ,エストロゲンが司るその他の生理現象にもNrkが関わっている可能性がある。その臨床応用への貢献を期待するならば,エストロゲンが絡むNrkの作用点を見出すことを常に念頭に置いて,今後も研究方針に修正を加えながら研究を進めていきたい。
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Research Products
(2 results)