上皮間葉転換におけるアミノ酸代謝とオートファジーの相互作用の解明

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19J22093
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中宿 文絵 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Keywords: がん / 代謝 / アミノ酸 / 上皮間葉転換

Outline of Annual Research Achievements

上皮間葉転換（EMT）は、がんの転移や抗がん剤耐性といった、がん悪性化に寄与することが報告されている。EMTを起こしたがん細胞では代謝が変化することが報告されつつあるが、その意義や分子機構は十分に解明されていなかった。研究員らは、トランスフォーミング増殖因子-βでEMTを誘導した肺がん細胞のメタボローム解析とトランスクリプトーム解析を行い、代謝酵素遺伝子であるP4HA3の発現増加を介して、細胞内のアミノ酸濃度が減少することを見出した。また、この遺伝子の発現を抑制すると、がんの転移や増殖が抑制されることから、代謝を介してがん進展に寄与することを示した。
今年度は、P4HA3遺伝子の発現がヒトの臨床検体において、がん進展と関連があるか調べるため、以下の解析を行った。
(1) Cancer Genome Atlasに登録されている肺がん組織の遺伝子発現データセットを用いて、非腫瘍組織、原発腫瘍、再発腫瘍のP4HA3の発現量を比較したところ、非腫瘍組織と比較して、原発腫瘍において、P4HA3のmRNAの発現量が有意に高いことがわかった。また、再発腫瘍では、原発腫瘍と比べてP4HA3の発現量が高い傾向があった。
(2) 非小細胞肺がんの臨床検体におけるP4HA3の発現と生存率との関係を調べるため、Gene Expression Omnibusに登録されている発現データを解析したところ、P4HA3発現と予後不良は有意に相関しており、P4HA3の発現が高い肺がん患者の生存期間は、低い群と比べて短いことが示された。
上記の結果から、ヒトの臨床検体においてP4HA3の発現増加は、がん進展に寄与する可能性が示唆された。上記の内容を含む研究成果を、Communications biology誌に筆頭著者として報告した（Nakasuka et al., Communications biology）。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] TGF-β-dependent reprogramming of amino acid metabolism induces epithelial-mesenchymal transition in non-small cell lung cancers (2021)
  • Author(s): Fumie Nakasuka, Sho Tabata, Takeharu Sakamoto, Akiyoshi Hirayama, Hiromichi Ebi, Tadaaki Yamada, Ko Umetsu, Maki Ohishi, Ayano Ueno, Hisatsugu Goto, Masahiro Sugimoto, Yasuhiko Nishioka, Yasuhiro Yamada, Masaru Tomita, Atsuo T. Sasaki, Seiji Yano & Tomoyoshi Soga
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 4(1) Pages: 1-12
  • DOI: 10.1038/s42003-021-02323-7
  • Peer Reviewed / Open Access