マウスモデルを用いた消化器癌転移の研究

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21229005
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 武藤 誠 京都大学, 医学研究科, 教授 (70281714)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 園下 将大 京都大学, 工学研究科, 講師 (80511857) ; 青木 耕史 京都大学, 工学研究科, 助教 (40402862) ; 藤下 晃章 京都大学, 工学研究科, 助教 (50511870)
• Keywords: 消化器癌 / 転移 / マウスモデル / 未分化骨髄球 / Notch

Research Abstract

1.大腸がん細胞の転移を水先案内する未分化骨髄球の研究
今年度はCCR1プロモーターでGFP変異体の蛍光タンパクであるVenusを発現させるCCR1レポーターBACトランスジェニックマウスを作製した。現在までにこのマウスを作出することに成功し、骨髄や脾臓においてVenus陽性細胞の殆どが骨髄球系の細胞であること、蛍光強度とCCR1発現量が比例したことから、Venus陽性細胞がCCR1発現細胞であることが確認できた。予備実験から、大腸がん肝転移モデルにおいてVenus陽性細胞が転移巣に集積する事を確認している。今後この細胞をFACSにより単離し、マイクロアレイ解析により特徴付けることを検討している。さらに、このCCR1発現細胞が転移を助けるメカニズムについて今後検討していく。
2.がん細胞の転移を制御するAesとNotchシグナルの機構解明
前年度までに、大腸癌細胞をピストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACi)で処理するとAESm RNA量が減少することが分かっている。経時変化を解析した結果、HDACi添加後すぐにAESm RNA量は減少し始めること、また、タンパク合成阻害剤であるシクロヘキシミドはこの減少に影響を及ぼさないことが分かり、タンパクの新規合成を介さないAES発現制御様式が示唆された。
3.大腸がんの転移における、発がん初期シグナルや分子の評価
大腸がんマウスモデルであるApc/Smad4複合変異マウスの腫瘍においては、mTORC1経路の活性化が観察される。このマウスにmTORC1阻害剤を投与したところ、非投与群と比べて阻害剤投与群では明確な生存期間の延長が確認できた。また腫瘍の数も阻害剤投与により減少しており、同時にがん細胞の浸潤も抑制できた。さらにmTORC1阻害剤の投与により腫瘍における大腸がん細胞増殖及び血管新生が抑制されている事が確認できた。
また、CDX2はオートファジー必須酵素であるATG7に結合し、オートファジーを促進することを見出した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

おおむね当初の計画通りに進行している。CCR1レポーターマウスの樹立に成功しており、これまで極めて困難だったCCR1発現細胞の単離が可能になるなど今後の解析の有用なツールになると期待される。また、HDACiがAES nRNAの発現を抑制するという予期しなかった非常に興味深いデータも得られている。新たな遺伝子発現制御の解明に繋がる可能性があり、積極的に推進する。また、mTORC1は悪性化阻止の有力な標的の一つであることを実証できつつあり、その詳細な阻害機序を解析することでさらなる標的の同定や効率の良い予防法の確立へと結びつけたい。

Strategy for Future Research Activity

今後は、H24が最終年度となるので、進行中の実験を年度末までにまとめて論文として発表することに努めたい。CCR1の転移促進機構についてはレポーターBACトランスジェニックマウスを中心とした解析を、また、Aesによる転移抑制機構については、AES/Aes遺伝子の発現制御の解析に加え、Notchシグナルの転移促進の分子機構の解析に努力を集中する予定である。一方、CDX2とオートファジーの関連については、研究分担者がH23.12.31付けで転出し、福井大学で続行したいとの意向なので、本学における遂行は中止する。

Research Products

• [Journal Article] Ectopic Wnt/beta-catenin signaling induces neurogenesis in the spinal cord and hindbrain floor date (2012)
  • Author(s): Joksimovic M, Patel M, Taketo M, Johnson R, Awatramani R
  • Journal Title: PLoS One Volume: 7 Pages: e30266
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0030266
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Runx3 is required for full activation of regulatory T cells to prevent colitis-associated tumor formation (2011)
  • Author(s): Sugai M, Aoki K, Osato M, Nambu Y, Ito K, Taketo MM, Shimizu A.
  • Journal Title: J Immunol Volume: 186 Pages: 6515-6520
• [Journal Article] Prospero-related homeobox 1 gene (Prox1)is regulated by canonical Wnt signaling and has a stage-specific role in adult hippocampal neurogenesis (2011)
  • Author(s): Karalay O,.Doberauer K, Vadodaria KC, Knobloch M, Berti L, Miquelajauregui A, Schwark M, Jagasia R, Taketo MM, Tarabykin V, Lie DC, Jessberger S.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 108 Pages: 5807-5812
  • DOI: 10.1073/pnas.1013456108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] β-Catenin signaling regulates the timing of cell differentiation in mouse retinal progenitor cells (2011)
  • Author(s): Ouchi Y, Baba Y, Koso H, Taketo MM, Iwamoto T, Aburatani H, Watanabe S
  • Journal Title: Mol Cell Neurosci Volume: 46 Pages: 770-780
  • DOI: 10.1016/j.mcn.2011.02.010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] JNK signaling promotes intestinal tumorigenesis through mTOR compleXlactivation in ApcΔ716 mice (2011)
  • Author(s): Fujishita T, Aoki M, Taketo MM
  • Journal Title: Gastroenterology Volume: 140 Pages: 1566-1563
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2011.02.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mammalian Target of Rapamycin Is a Therapeutic Target for Murine Ovarian Endometrioid Adenocarci nomas with Dysregulated Wnt/β-Catenin and PTEN (2011)
  • Author(s): Tanwar PS, Zhang L, Kaneko-Tarui T, Curley MD, Taketo MM, Rani P, Roberts DJ, Teixeira JM
  • Journal Title: PLoS One Volume: 6 Pages: e20715
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0020715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Coordinated activation of wnt in epithelial and melanocyte stem cells initiates pigmented hair regeneration (2011)
  • Author(s): Rabbani P, Takeo M, Chou W, Myung P,Bosenberg M, Chin L, Taketo MM, Ito M
  • Journal Title: Cell Volume: 145 Pages: 941-955
  • DOI: 10.1016/j.cell.2011.05.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ras mutation cooperates with β-catenin activation to drive bladder tumourigenesis (2011)
  • Author(s): Ahmad I, Patel R, Liu Y, Singh LB, Taketo MM, Wu XR, Leung HY,Sansom OJ
  • Journal Title: Cell Death Dis Volume: 2 Pages: e124
  • DOI: 10.1038/cddis.2011.7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Wnt/{beta}-Catenin Pathway in Podocytes Integrates Cell Adhesion, Differentiation, and Survival (2011)
  • Author(s): Kato H, Gruenwald A, Suh JH, Miner JH, Barisoni-Thomas L, Taketo MM, Faul C, Millar SE, Holzman LB, Susztak K
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 286 Pages: 26003-26015
  • DOI: 10.1074/jbc.Mill.223164
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] From the Cover : Increased Wingless (Wnt)signaling in pituitary progenitor/stem cells gives rise to pituitary tumors in mice and humans (2011)
  • Author(s): Gaston-Massuet C, Andoniadou CL, Signore M, Jayakody SA, Charolidi N, Kyeyune R, Vernay B, Jacques TS, Taketo MM, Le Tissier P, Dattani MT, Mart inez-Barbera JP
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 108 Pages: 11482-11487
  • DOI: 10.1073/pnas.1101553108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adenomatous polyposis coli heterozygous knockout mice display hypoactivity and age-dependent working memory deficits (2011)
  • Author(s): Koshimizu H, Fukui Y, Takao K, Ohira K, Tanda K, Nakanishi K, Toyama K, Oshima M,Take to MM, Miyakawa T
  • Journal Title: Front Behav Neurosci Volume: 5 Pages: 85
  • DOI: 10.3389/fnbeh.2011.00085
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Wnt9b-dependent FGF signaling is crucial for outgrowth of the nasal and maxillary processes during upper jaw and lip development (2011)
  • Author(s): Jin YR, Han XH, Taketo MM, Yoon JK
  • Journal Title: Development Volume: 139 Pages: 1821-1830
  • DOI: 10.1242/dev.075796
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] β-catenin is a central mediator of pro-fibrotic Wnt signaling in systemic sclerosis (2011)
  • Author(s): Beyer C, Schramm A, Akhmetshina A, Dees C, Kireva T, Gelse K, Sonnylal S, de Crombrugghe B, Taketo MM, Distler O, Schett G, Distler JH
  • Journal Title: Ann Rheum Dis Volume: 71 Pages: 761-767
  • DOI: 10.1136/annrheumdis-2011-200568
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Taketo MM, de Rooij DG, Adams IR, Chaboissier MC (2011)
  • Author(s): Chassot AA, Gregoire EP, Lavery R,
  • Journal Title: RSPO1/β-catenin signaling pathway regulates oogonia differentiation and entry into meiosis in the mouse fetal ovary PLoS One Volume: 6 Pages: e25641
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0025641
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular mechanisms of liver metastasis (2011)
  • Author(s): Kawada K, HaSegawa S, Murakami T, Itatani Y, Hosogi H, Sonoshita M, Kitamura T, Fujishita T, Iwamoto M, Matsumoto T, Matsusue R, Hida K, Akiyaraa G, Okoshi K, Yamada M, Kawamura J, Taketo MM, Sakai Y
  • Journal Title: Int J Clin Oncol Volume: 16 Pages: 464-472
  • DOI: 10.1007/s10147-011-0307-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nonmyelinating Schwann cells maintain hematopoietic stem cell hibernation in the bone marrow niche (2011)
  • Author(s): Yamazaki S, Ema H, Karlsson G, Yamaguchi T, Miyoshi H, Shioda S, Taketo MM, Karlsson S, Iwama A, Nakauchi H
  • Journal Title: Cell Volume: 147 Pages: 1146-1158
  • DOI: 10.1016/j.cell.2011.09.053
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] β-catenin signaling controls metastasis in Braf-activated Pten-deficient melanomas (2011)
  • Author(s): Damsky WE, Curley DP, Santhanakrishnan M, Rosenbaum LE, Platt JT, Gould Rothberg BE, Taketo MM, Dankort D, Rimm DL, McMahon M, Bosenberg M
  • Journal Title: Cancer Cell Volume: 20 Pages: 741-754
  • DOI: 10.1016/j.ccr.2011.10.030
  • Peer Reviewed
• [Presentation] INK signaling promotes intestinal tumorigenesis through mTORC1 pathway activation in ApeΔ716 mice (2012)
  • Author(s): 藤下晃章, 青木正博, 武藤誠
  • Organizer: 第85回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 京都国際会館
  • Year and Date: 2012-03-14
• [Presentation] Novel molecular mechanisms that stimulate colon cancer invasion and metastasis (2012)
  • Author(s): 武藤誠
  • Organizer: Infection, Immunity and Cancer
  • Place of Presentation: 京都大学(招待講演)
  • Year and Date: 2012-01-16
• [Presentation] Colon cancer metastasis suppressor Aes inhibits Notch signaling (2011)
  • Author(s): 武藤誠
  • Organizer: The Notch Meeting V
  • Place of Presentation: Athens, Greece(招待講演)
  • Year and Date: 2011-10-06
• [Presentation] Stimulation of colon cancer metastasis by Notch signaling (2011)
  • Author(s): 園下将大
  • Organizer: 第70回日本癌学会学術総会シンポジウムUse of animal models for advances in cancer prevention and treatment
  • Place of Presentation: 名古屋コングレスセンター(英語、招待講演)
  • Year and Date: 2011-10-05
• [Presentation] JNK promotes intestinal tumor formation in mutant mice through activation of mTOR couplex 1 (2011)
  • Author(s): 青木正博, 藤下晃章、武藤誠
  • Organizer: 第70回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋コングレスセンター
  • Year and Date: 2011-10-04
• [Presentation] The roles of mTORC1 in the intestinal adenocarcinoma (2011)
  • Author(s): 藤下晃章、青木正博, 武藤誠
  • Organizer: 第70回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋コングレスセンター
  • Year and Date: 2011-10-03
• [Presentation] JNKシグナル伝達経路はmTORC1の活性化を介してApe変異マウスの腸管腫瘍形成を促進する (2011)
  • Author(s): 青木正博, 藤下晃章、 武藤誠
  • Organizer: 第15回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • Place of Presentation: ホテル日航東京
  • Year and Date: 2011-06-23
• [Remarks]
  • URL: http://www4.mfour.med.kyoto-u.ac.jp/frameTOP(J).htm