Application of the CUL3-dependent cell growth system to breast cancer therapy

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K18030
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 西山 加那子 愛媛大学, 医学部附属病院, 医員 (50763348)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 乳癌 / 分子標的薬 / ホスファターゼ / リン酸化

Outline of Annual Research Achievements

乳癌に対する既存の分子標的治療薬は初期投与では著効するものの、薬剤耐性などの問題が依然として存在しているため、乳癌特異的な分子標的薬の新しい細胞増殖制御機構の導出が急務である。
CUL3 (Cullin-3)は、Cullin-RING型ユビキチン (Ub)リガーゼ複合体の足場タンパク質であり、BTBPと呼ばれる基質タンパク質受容体を介して、基質タンパク質と三者複合体を形成する。申請者らは、HER2陽性乳癌細胞において、ユビキチンE3複合体CUL3/BTBPの発現抑制時に細胞増殖制御分子のリン酸化レベルが激減し、その原因が通常CUL3/BTBPにより分解を受けるRhoBの異常蓄積に起因することを見出している。
本研究では、HER2陽性乳癌細胞におけるユビキチンE3複合体CUL3/BTBP依存的な新規な増殖シグナル制御機構を分子レベルで詳細に解明し、乳癌治療に応用することを目的とする。
Focused protein arrayとアルファスクリーンを用いて、CUL3/BTBP軸で制御される分子の探索を実施した結果、乳癌細胞の増殖制御を担うユビキチンE3複合体CUL3/BTBPによって分解制御を受けるRhoBが標的とするprotein kinaseまたはprotein phosphataseを2分子同定した。
今後、同定した分子のHER2陽性乳癌細胞における機能を分子レベルで解明する。また、当該分子とRhoBの結合阻害剤をアルファスクリーンで探索し、細胞、マウス個体レベルで乳癌に対する抗腫瘍効果を検証し、当該阻害剤を新しい乳癌治療薬のシーズ化合物として導出する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

CUL3/BTBP軸で制御されるホスファターゼとキナーゼの探索を実施した結果、EGFRとHER2のリン酸化を制御するホスファターゼ候補を複数分子同定する事に成功した。
更に、RhoBの下流で機能するEGFRとHER2のリン酸化を制御するエフェクターを4000分子のプロテインアレイの中から、アルファスクリーンで探索した結果、RhoB-GTP formに特異的に結合する分子を２分子同定する事ができた。

Strategy for Future Research Activity

今後は、昨年度に同定したホスファターゼ分子群、RhoB-GTP form特異的結合分子群のHER2陽性乳癌細胞における機能を細胞レベルで解明する。