2017 Fiscal Year Research-status Report
RNF43による恒常性の維持とその破綻によるがん化メカニズムの解明
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16K07105
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
築山 忠維 北海道大学, 医学研究院, 助教 (20399819)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Wnt / RNF43 / 発がん / 形態形成 / 恒常性維持 / 幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
幹細胞特異的に発現するユビキチンリガーゼであるRNF43は、さまざまながんで高発現していることが報告されている。またがん患者由来のサンプルを使った遺伝子発現解析から、RNF43遺伝子に高頻度で突然変異が同定されること、またこれらの変異は活性型Ras変異と高頻度にリンクしていることが明らかにされてきた。
我々は以前、RNF43がp53による下流遺伝子の転写活性化を抑制すること、細胞死を抑制することにより発がんに関わることを報告した。またWnt受容体であるFzdタンパク質の発現を低下させること、この発現調節機構負に基づく負のフィードバックループの崩壊とWntシグナルの暴走が発がんの一因であることを報告してきた。そこで今年度はこの一連の分子メカニズムがどのようにWntシグナル調節と発がん調節に関与しているかを、総説として発表した。
さらに我々は、RNF43の翻訳後修飾によるWntシグナルの調節に注目して研究を進めている。そこで、受精してから生まれてくるまでの形態形成過程、出生し成長した後に成体での恒常性維持に、さらにその恒常性が破綻し死に至るまでの過程でどのようにRNF43が関与し、またそのRNF43のリン酸化によるWntシグナル調節機構が重要な役割を果たしているか検討を行った。その結果、RNF43のリン酸化は上記全ての過程に密接に関与していることを明らかにし、論文として投稿中である。
この研究成果は日本癌学会、日本分子生物学会、Wnt研究会等で発表された。
さらに現在はこのリン酸化の上流シグナルを同定するべく研究を進めている。
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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
これまでに、生体の形成と恒常性維持を司るWntシグナルの調節に、どのようにRNF43が関与しているか、またその機能調節にどのようなメカニズムが存在しているかについて、RNF43の翻訳後修飾に焦点をあてて研究をおこなってきた。その結果、RNF43の細胞内ドメインで、ZNRF3との間で保存されているセリンがリン酸化されていること、このリン酸化が起こらないようにするとタンパク質量が変化しないにも関わらずRNF43の機能が失われる事、また恒常的にリン酸化している状態ではその機能が増強していることを見出した。このリン酸化は、RNF43の機能に対してスイッチとして機能して、形態形成、幹細胞の自己複製による恒常性の維持、恒常性の破綻による発がんの全ての過程に関与していることを明らかにし、複数の学会において発表してきた。さらに最近、がん患者で同定された細胞外ドメインにミスセンス変異を持つ発がん型RNF43は、実際に活性型のRas変異と協働して発がんに関与していることを動物実験により確認した。また、RNF43のリン酸化を強制的にこの発がん型のRNF43に導入すると、活性型Rasの存在下でもその発がん誘導能が大きく抑制されることも見出した。
これらの結果をまとめた論文も現在投稿中であることから、本研究はおおよそ当初の計画通りに進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、RNF43の細胞内ドメインのセリンリン酸化がRNF43の機能を調節する分子スイッチの役割を果たしていることを解明し、現在はその論文発表を行っている。昨年まで難航していたRNF43のセリンリン酸化を支配する上流のシグナルの同定については、最近その機能調節に関与すると思われる候補のシグナルを同定した。しかしそのシグナルによるRNF43の機能調節が、が今回我々の明らかにしたRNF43のリン酸化を介して行われているのか、それとも別のメカニズムを介して行われているのかはっきりしていないのが現状である。そこで今後は、この上流シグナル候補がどのようにRNF43の機能調節に関与しているかを、各種変異体を作製しオルガノイドモデルやマウスモデルを用いて明らかにしていきたい。またこの上流シグナルを人為的にコントロールすることで、がんの治療に応用できないか検討を行う。
RNF43の切断機構の解明では、RNF43ががん細胞特有のストレス刺激依存的に切断を受けること、がん患者から同定された機能不全型(発がん型）のミスセンス変異をもつRNF43は、プロセッシングを受けないことを見出した。またRNF43による幹細胞の分化調節機構の解明では、RNF43の発現調節機構を明らかにするためプロモーターを解析した結果、幹細胞特異的に発現する転写因子の結合部位を複数同定した。
現在これらの研究テーマも進行中ではあるが、今年度の研究はRNF43の機能調節に関与する上流シグナルの検討を中心に行っていく予定である。
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| Causes of Carryover |
当該年度に予定していた国際学会への参加を次年度へと変更したことにより、その参加費と旅費に纏わる金額も次年度へと持ち越す必要があったため。
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[Journal Article] Type XVII collagen coordinates proliferation in the interfollicular epidermis.2017
Author(s)
Watanabe M, Natsuga K, Nishie W, Kobayashi Y, Donati G, Suzuk Si, Fujimura Y, Tsukiyama T, Ujiie H, Shinkuma S, Nakamura H, Murakami M, Ozaki M, Nagayama M, Watt F and Shimizu H
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Journal Title
eLife
Volume: 6:e26635
Pages: 1-24
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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