p53 pathway and its potential targeted therapeutic approach

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07645
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 時野 隆至 札幌医科大学, 医学部, 教授 (40202197)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: TP53 / がん抑制遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

p53はヒト悪性腫瘍で最も高頻度に変異しているが，「がん抑制遺伝子」であるためp53経路をターゲットとした抗がん剤の開発は遅れている．そのためp53による転写ネットワークの全貌を解明することは，そのゲノム情報にもとづいたがん治療に有望な分子標的治療薬の開発につながる可能性がある．
p53はタンパクコード遺伝子のみならずmicroRNAおよび長鎖非コードRNA (lncRNA) の発現制御を介して腫瘍抑制機能を発揮している．本年度は，p53の直接の転写標的となる長鎖非コードRNA (lncRNA)を同定するために，クロマチン免疫沈降産物の次世代シーケンサ解析 (ChIP-seq) およびバイオインフォマティクスを利用したインシリコp53結合モチーフ検索を併用した．その結果，肺がん細胞株H1299で14種類のlncRNAがp53強制発現により発現誘導された．
p53ノックアウト大腸がん細胞株HCT116p53(-/-)を利用した実験により，このうち7つのlncRNAについてp53遺伝子依存的に発現が上昇した．さらに，これらのlncRNAのうち3つについて，p53遺伝子変異が認められる肝がん細胞株Hep3Bおよび大腸がん細胞株DLD1においてsiRNAによるノックダウン実験を行い，p53のアポトーシス誘導能に対する影響を調べた．その結果，2つのlincRNAはsiRNAノックダウンによりp53誘導性アポトーシスを減少させるが，一方，もう1つのlncRNAはsiRNAノックダウンによりアポトーシスの増強が認められた．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

p53の直接の転写標的となる長鎖非コードRNA (lncRNA)のゲノム網羅的な検索はp53による転写ネットワークの全貌を解明するために重要な課題である．本年度は，p53の直接の転写標的となる長鎖非コードRNA (lncRNA: long non-coding RNA)を同定するために，クロマチン免疫沈降産物の次世代シーケンサ解析 (ChIP-seq) およびバイオインフォマティクスを利用したインシリコp53結合モチーフ検索を併用した．その結果，肺がん細胞株H1299においてp53強制発現により発現誘導された14種類のlncRNAを同定できた．この進捗状況から，おおむね順調に進展していると自己評価した．

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方策として，p53により転写制御される癌浸潤・転移に関与する標的長鎖非コードRNA (lncRNA)を探索および同定し，そのp53転写標的lncRNA遺伝子の機能を解明する．癌浸潤・転移に関与するlncRNA遺伝子の同定は，癌の予後予測および分子標的治療薬の開発に発展できる可能性がある．

Causes of Carryover

近年，複数の腫瘍細胞株においてp53発現誘導後のRNA-seqおよびChIP-seq解析結果のデータが公開され，利用可能となった．そのため，次世代シーケンサーを利用したRNA-seqおよびChIP-seq解析実験に関わる高価な試薬の節約ができた．
次年度の使用計画として，p53の直接の転写標的となるlncRNAの機能解析のために，本年度の未使用額をその経費に充てることとしたい．

Research Products

• [Journal Article] Chemotherapy after progression on nivolumab is essential for responders with genetic alterations of driver gene: Review of two recurrent/metastatic oral squamous cell carcinoma patients (2020)
  • Author(s): Ogi Kazuhiro、Kobayashi Junichi、Nakagaki Takafumi、Okamoto Junya、Koike Kazushige、Hirokawa Naoki、Someya Masanori、Sakamoto Hiroki、Takada Kohichi、Tokino Takashi、Sasaki Yasushi、Hiratsuka Hiroyoshi、Miyazaki Akihiro
  • Journal Title: Oral Oncology Volume: 102 Pages: 104509～104509
  • DOI: 10.1016/j.oraloncology.2019.104509
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pathogenesis of multiple pancreatic cancers involves multicentric carcinogenesis and intrapancreatic metastasis (2020)
  • Author(s): Fujita Yusuke、Matsuda Sachiko、Sasaki Yasushi、Masugi Yohei、Kitago Minoru、Yagi Hiroshi、Abe Yuta、Shinoda Masahiro、Tokino Takashi、Sakamoto Michiie、Kitagawa Yuko
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 111 Pages: 739～748
  • DOI: 10.1111/cas.14268
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] p53-induced ARVCF modulates the splicing landscape and supports the tumor suppressive function of p53 (2019)
  • Author(s): Suzuki Natsumi、Idogawa Masashi、Tange Shoichiro、Ohashi Tomoko、Sasaki Yasushi、Nakase Hiroshi、Tokino Takashi
  • Journal Title: Oncogene Volume: 39 Pages: 2202～2211
  • DOI: 10.1038/s41388-019-1133-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prognostic Effect of Long Noncoding RNA NEAT1 Expression Depends on p53 Mutation Status in Cancer (2019)
  • Author(s): Idogawa Masashi、Nakase Hiroshi、Sasaki Yasushi、Tokino Takashi
  • Journal Title: Journal of Oncology Volume: 2019 Pages: 1～7
  • DOI: 10.1155/2019/4368068
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Renal angiomyolipoma (AML) harboring a missense mutation of TSC2 with copy-neutral loss of heterozygosity (CN-LOH) (2019)
  • Author(s): Idogawa Masashi、Hida Tokimasa、Tanaka Toshiaki、Ohira Noriaki、Tange Shoichiro、Sasaki Yasushi、Uhara Hisashi、Masumori Naoya、Tokino Takashi、Natori Hiroshi
  • Journal Title: Cancer Biology & Therapy Volume: 21 Pages: 315～319
  • DOI: 10.1080/15384047.2019.1702406
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] UHRF1 depletion and HDAC inhibition reactivate epigenetically silenced genes in colorectal cancer cells (2019)
  • Author(s): Niinuma Takeshi、Kitajima Hiroshi、Kai Masahiro、Yamamoto Eiichiro、Yorozu Akira、Ishiguro Kazuya、Sasaki Hajime、Sudo Gota、Toyota Mutsumi、Hatahira Tomo、Maruyama Reo、Tokino Takashi、Nakase Hiroshi、Sugai Tamotsu、Suzuki Hiromu
  • Journal Title: Clinical Epigenetics Volume: 11 Pages: －
  • DOI: 10.1186/s13148-019-0668-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genomic characterization for familial cases with urothelial carcinoma (2019)
  • Author(s): Shindo T, Hirobe M, Adachi Y, Sasaki Y, Tokino T, Masumori N
  • Journal Title: Int Cancer Conf J Volume: 8 Pages: 185～189
  • DOI: 10.1007/s13691-019-00381-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FGFR Signaling as a Candidate Therapeutic Target for Cancers Resistant to Carbon Ion Radiotherapy (2019)
  • Author(s): Darwis NDM, Nachankar A, Sasaki Y, Matsui T, Noda SE, Murata K, Tamaki T, Ando K, Okonogi N, Shiba S, Irie D, Kaminuma T, Kumazawa T, Anakura M, Yamashita S, Hirakawa T, Kakoti S, Hirota Y, Tokino T, Iwase A, Ohno T, Shibata A, Oike T, Nakano T
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 20 Pages: 4563～4563
  • DOI: 10.3390/ijms20184563
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Remarks] 札幌医科大学医学部フロンティア医学研究所ゲノム医科学部門ホームページ
  • URL: https://web.sapmed.ac.jp/canmol/