2020 Fiscal Year Research-status Report
The role of cGAS-STING pathway in cancer maintenance and metastasis
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19K07759
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| Research Institution | Nippon Medical School |
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Principal Investigator |
上原 郁野 日本医科大学, 先端医学研究所, 助教 (50434139)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | cGAS-STING経路 / IFN-alpha / beta / cancer stem cell |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、がん抑制遺伝子p53欠損のマウス線維芽細胞(MEF)では、細胞質DNAによりcGAS-STING経路が活性化しており、I型インターフェロン(IFN)の産生亢進がみられるメカニズムを明らかにした。今年度はIFNの産生亢進はがん化にどのように影響しているのかを、p53とIFN受容体 (IFNAR1) 両欠損マウス由来のMEFを用いて調べた。
p53欠損MEFに活性型のHras V12 を発現させると、癌細胞と同様にsphere形性能を持ち、この細胞は幹細胞マーカーのうちSox2の発現が非常に亢進していることを見出した。さらに、IFNAR1とp53の両欠損MEFにHrasV12を発現させた細胞株では、sphere自体は形成されるものの、Sox2の発現が野生型MEF（HrasV12発現）レベルまで抑制されていた。よって、IFNはSox2の発現を介して、幹細胞の維持に関与していると思われた。このシグナルの詳細を調べるために、野生型MEF・p53欠損MEF・IFNAR1欠損MEF・p53IFNAR1両欠損MEFとそれぞれのMEFにHras V12を発現させたMEFについて、RNA sequenceの委託解析を依頼し、現在、結果待ちである。
また、IFNによるSox2発現シグナルが、実際のがん細胞でも行われているかを確認するために、HCC827のIFNAR1欠損株作成を試みた。しかし、CRISPR/Cas9操作により細胞増殖が非常に悪くなってしまい、今のところ欠損株を樹立できていない。代わりに、STING阻害剤であるH-151刺激により、Sox2のmRNAレベルでの発現低下を確認できた。
さらにHCC827へのDNA損傷刺激時に、細胞質DNAを除去するDNase2の発現が低下し、細胞質DNAを蓄積することによって、cGAS-STIG経路が活性化することも明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、Covid-19の世界的流行に伴い、別課題として急性肺炎の抗炎症剤に関わる研究を別途行ったため、本課題に関しては、本来予定していた研究計画の半分ほどしか実施することができなかった。さらにがん細胞HCC827のIFNAR1欠損株も未だに完成していない。しかしながら、I型インターフェロンがSox2の発現に関与していることを見出し、またRNA sequenceも実施できたので、次年度への実験の手がかりを多く得られた点はよかったと思っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 現在委託解析中のMEFでのRNA sequenceの結果から、IFNが関与する幹細胞の維持に関わる遺伝子群を網羅的に解析して、幹細胞維持に関与する新規シグナルを同定するとともに、IFNで発現誘導されるSox2に関与する分子についてもRNA sequence解析から推定し、Sox2のpromoter解析等を行い、Sox2発現機序を同定する。
2. HCC827のIFNAR1欠損株作成を、別の方法でも試みる。うまくいかないようなら、他のがん細胞を用いて欠損株を作成し、IFNAR1欠損でのSox2の発現低下を確認する。さらに、MEFのRNA sequenceの解析結果で同定された遺伝子が、IFNAR1欠損がん細胞株でも同様に機能抑制されているのかを確認する。
3. 昨年度実施できなかったマウスを用いた実験を行う。腫瘍細胞におけるcGAS-STING経路やIFNのin vivoでの作用を解析するために、C57BL6由来のB16F10メラノーマ細胞と転移性肺がん細胞Lewis Lung Carcinoma(LLC)細胞について、IFNAR1やSTINGをそれぞれknockdownした細胞を作成し、野生型のマウス及びIFNAR1欠損マウスに皮下移植（B16F10）や尾静脈移植(LLC)し、皮下への腫瘍形成や肺への転移の影響を確認する。また、B16F10やLLCを野生型マウスに同様に移植し、経時的にSTING阻害剤H-151を投与した際の腫瘍形成や肺転移の影響を確認する。
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| Causes of Carryover |
本年度は、Covid-19の世界的流行に伴い、別課題として急性肺炎の抗炎症剤に関わる研究を別途行ったため、本課題に関しては、本来予定していた研究計画の半分ほどしか実施することができず、それに伴い使用額も予定より少なくなっている。また、学会もオンラインでの開催だったため、旅費は発生していない。次年度は、本年度にできなかった実験の実施とRNA sequenceの受託研究を予定しているため、今回繰越した金額をあわせて使用する予定である。
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