2018 Fiscal Year Research-status Report
ゴルジ阻害による抗がん効果を規定する細胞表面・分泌タンパク質の発現調節機構の解明
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17K07230
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| Research Institution | Japanese Foundation for Cancer Research |
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Principal Investigator |
大橋 愛美 公益財団法人がん研究会, がん化学療法センター 分子薬理部, 主任研究助手 (50727427)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ゴルジ体 / Arf1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゴルジ機能阻害剤による三次元培養下の細胞表面タンパク質発現抑制を介した抗がん機構の解析
ゴルジ機能阻害剤M-COPAは、細胞表面への小胞輸送阻害を介して全ての表面分子の発現を抑制すると予測していたが、昨年までの単層培養系における網羅的解析によって、一部の細胞表面分子のみを顕著に発現抑制することが明らかになった。またin vivoでM-COPA感受性を示すヒト胃がん細胞株の三次元培養系において、細胞増殖抑制を起こす濃度より低濃度のM-COPA曝露によりスフェロイドが崩壊すること、その現象は代表的な胃がん治療に用いられる他の抗がん剤では認められず、M-COPAに特徴的であること、スフェロイドの崩壊濃度域で特定のインテグリンの表面発現が顕著に抑制されることを見出した。
本年度はM-COPA曝露後のスフェロイド崩壊と上記インテグリンの表面発現低下の因果関係を検討するために、siRNAを用いて当該インテグリンを含む様々なインテグリン分子の発現をノックダウンした時のスフェロイド形成能を評価した。その結果、当該の２種類のインテグリンでのみスフェロイド形成能が喪失し、M-COPA曝露時と同様の表現型が認められた。また、この２種類のインテグリンの中和抗体を３次元培養細胞に添加して分子の機能を阻害したところ、siRNA処理時と同様にスフェロイドの形成を認めなかった。
以上の結果から、M-COPAによるインテグリンの表面発現抑制を介し、スフェロイド崩壊によって増殖が抑制されたことが示唆された。
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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
in vivoでM-COPAが奏功する胃がんの抗がん機構を解析するため、細胞株の三次元培養モデルを用い増殖阻害を評価した。大変興味深いことに、増殖阻害を示すよりも低濃度のM-COPA曝露によりスフェロイドが崩壊した。この現象は他の代表的な抗がん剤曝露では観察されなかったことから、M-COPAの抗がん効果の特徴と考えられた。細胞表面タンパク質の中で、この濃度域で表面発現が低減する細胞接着分子は複数存在した。それらのタンパク質のうちスフェロイドの形状維持に機能的に寄与している分子を見出すため、siRNAを用い発現を抑制するか、或いは中和抗体を用い機能を阻害し、スフェロイドの形成が認められなくなる接着分子を探索した。その結果、２種類のインテグリンが同定された。
これらのインテグリンはヘテロ２量体を形成すること、増殖シグナルに関わることが知られている。以上の結果から、ある種の胃がんにおいては、インテグリンの表面発現の低減が抗がん効果に重要であると考えられた。
以上のように、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に単層培養で観察された事象と同様に、スフェロイド培養下においても、一部接着分子の表面発現がM-COPA曝露によって低減される一方で、全く表面発現に影響をうけない接着分子が存在した。どのようなメカニズムでこの差異が生ずるのか、M-COPA標的分子の上流・下流に位置する分子や、相互作用する分子の関わりについて、siRNA等の手法を用い、分子レベルでの解明を試みる。
またM-COPAによるスフェロイド培養がん細胞に対する増殖阻害に関わるタンパク質として同定されたインテグリンはヘテロ２量体を形成し、細胞外マトリクス（ECM）をリガンドとする。そこで当該インテグリンに対するリガンド分子を含む代表的ECM分子の発現をsiRNAでノックダウンした場合のスフェロイド形成能と増殖への影響を検討し、抗がん効果における機能を解析する。
以上の研究から、M-COPAによる抗がん機構を解明と効果予測バイオマーカーの同定を目指す。
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[Journal Article] Targeting the Golgi apparatus to overcome acquired resistance of non-small cell lung cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors.2018
Author(s)
Ohashi Y, Okamura M, Katayama R, Fang S, Tsutsui S, Akatsuka A, Shan M, Choi HW, Fujita N, Yoshimatsu K, Shiina I, Yamori T, Dan S.
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Journal Title
Oncotarget.
Volume: 9(2)
Pages: 1641-1655
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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