腹膜播種における胃癌細胞の糖鎖変化と、糖鎖結合分子ガレクチンによる制御機構の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09091
• Research Institution: The Noguchi Institute
• Principal Investigator: 井手尾 浩子 公益財団法人野口研究所, 研究部, 研究員 (90180322)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土田 明子 公益財団法人野口研究所, 研究部, 研究員 (70378024) ; 八須 和子 (広瀬和子) 公益財団法人野口研究所, 研究部, 研究員 (30625447)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ガレクチン / 腹膜播種 / 胃癌

Outline of Annual Research Achievements

ガレクチン-4を高発現し腹膜播種をおこすヒト胃癌細胞株NUGC4細胞を用いて、ガレクチン-4のノックアウト(KO)株とKO株にガレクチン-4を再発現させた(Res)株を樹立してマウス腹腔に投与した所、KO株での腹膜播種の大幅な低下とRes株での腹膜播種能の回復が認められ、ガレクチン-4の発現が腹膜播種に深く関与する可能性が確認された。
腹膜播種能に関与する細胞の特性を明らかにする為に、上記各細胞株の増殖能、接着非依存性増殖能、接着能を調べた結果、増殖能と腹膜播種能との間に強い相関性が認められた。
腹膜播種能に関与するガレクチン-4制御分子の解明を目指して、各細胞株間で腹膜播種能と相関して変化の見られる分子の同定を行った。その結果、一つの候補分子(X)を見出し、その活性化がKO株で低下し、Res株で回復していることが確認された。また、各細胞株から糖脂質画分を抽出し、ガレクチン-4結合脂質の分析を薄層クロマトグラフィーを用いて行った。その結果、結合糖脂質としてSulfatideが見出されると共に、ある糖脂質画分が、腹膜播種能と関連して変化していることを見出した。
異なるメカニズムでの発現抑制を行っても同様の現象がみられるかを調べる為に、RNA干渉(RNAi)によるガレクチン-4のノックダウン(KD)を行った所、KO株と同様に増殖能の低下及び候補分子(X)の活性化の低下が見出された。
ガレクチン-4はシグナルペプチドを持たない分子であるが、細胞外に放出されており、NUGC４細胞の細胞表面に染色された。細胞表面に存在するガレクチン-4に関し、腹膜播種能との関連やその機能に関しさらに研究を進めている所である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度の最初の２か月間は、コロナウィルス感染対策の一環として研究所での研究業務ができなかった。
しかしながら、KO株での腹膜播種の大幅な低下とRes株での腹膜播種能の回復を認め、ガレクチン-4の発現が腹膜播種に深く関与する可能性が確認できた。
また、腹膜播種能と相関して変化の見られる分子の一つとして受容体型チロシンキナーゼである候補分子(X)及びその活性化体を同定することができた。

Strategy for Future Research Activity

腹膜播種能の高い細胞に特徴的な糖鎖構造を見出すことを目的として、細胞表面の糖タンパク質や糖脂質等を、質量分析等の手段で解析を進める。差異のある糖鎖修飾に関しては、その合成に関わる転移酵素の発現量の変化をrealtime-PCR法等の方法で解析を行う。
現在KO株、KD株で変化が観察されている候補分子(X)に関し、ガレクチン-4と直接あるいは　間接的な相互作用等を調べ、その変化に関与するメカニズムの解析を行う。
RNAiによってガレクチン-4の発現を抑えることによっても、ノックアウトの場合と同様に増殖能の低下及び候補分子(X)の活性化の低下が見出されていることから、動物試験においてもRNAiによって、腹膜播種が抑制されるかどうか試験を行う。