The role of cGAS-STING pathway in cancer maintenance and metastasis

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K07759
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 上原 郁野 日本医科大学, 先端医学研究所, 助教 (50434139)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: cGAS-STING / IFN / Sox2 / oGlcMAc

Outline of Annual Research Achievements

今までに、がん抑制遺伝子p53欠損のマウス線維芽細胞（MEF）では、DNA損傷刺激を受けるとp53がないことによりDNA修復できず、細胞質中にDNAが蓄積することが起因となり、cGAS-STING経路が活性化し、サイトカインやケモカインだけでなく、インターフェロン(IFN)が産生されることを見出している。さらにこの細胞にがん遺伝子である活性型のHrasV12を発現させた細胞は、がん幹細胞の指標であるSphereを形成し幹細胞マーカーの１つであるSox２の発現が亢進することを明らかにしている。
本年度の実験において、IFN受容体も欠損させたIFNAR1とp53の両欠損MEF HrasV12発現細胞では、作成されるSphereのサイズが小さくなり、Sox2をはじめとして、KLF4やNanogなどの幹細胞関連遺伝子のmRNAレベルでの発現が下がっていることが判明した。そこでIFNシグナル欠損によってSphere形成に必要な幹細胞マーカーの発現が下がる原因を解明するのに、IFNAR1とp53の両欠損MEF HrasV12発現細胞で幹細胞マーカーだけではなく、Glucose transporterであるGlut3のmRNAレベルの発現が下がっていたことに注目し、Sox2の発現を誘導することが知られているoGlcNAc修飾が抑制されているのではないかと予測し、確認実験を行った。その結果IFNAR1p53両欠損MEF HrasV12発現株では、oGlcNAc修飾自体やoGlcNAc転移酵素(OGT)の発現が減少していることを見出した。さらに、p53KOMEF HrasV12発現細胞をIFNβで刺激すると、IFNβの濃度依存的にoGlcNAc修飾が促進されることもわかり、IFNはoGlcNAc修飾を介して、がん幹細胞を維持している可能性が示された。