2022 Fiscal Year Annual Research Report
Role of Spred2 in the pathogenesis of cancer and its application for cancer thepapy
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21H02988
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
松川 昭博 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90264283)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 嘉浩 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (40192497)
吉村 禎造 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 非常勤研究員 (50174991)
宮武 秀行 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50291935)
阪口 政清 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (70379840)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | SPFED2 / ERK-MAPK / 上皮間葉系移行 / がん幹細胞性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
○ヒトHCC細胞株は、様々なレベルのSPRED2を発現し、SPRED2ノックダウンにより、ERK1/2活性化が増加した。SPRED2ノックアウト（KO）-HepG2細胞は、上皮間葉系移行（EMT）の特徴を持ち、細胞形態は紡錘形に変化した。SPRED2-KO細胞は、球形やコロニーを形成する能力が高く、幹細胞マーカーを高レベルで発現し、シスプラチンに対してより高い耐性を示した。興味深いことに、SPRED2-KO細胞は、幹細胞表面マーカーであるCD44とCD90をより多く発現しており、WT細胞のCD44+CD90+とCD44-CD90-の集団を分析したところ、CD44+CD90+細胞ではSPRED2のレベルが低く、幹細胞マーカーがより高いレベルで検出された。さらに、WT細胞を3D培養すると内因性のSPRED2発現が減少し、2D培養では回復した。さらに、臨床HCC組織におけるSPRED2のレベルは、隣接する非HCC組織におけるレベルよりも有意に低く、生存率と負の相関があった。したがって、HCCにおけるSPRED2のダウンレギュレーションは、ERK1/2経路の活性化を通じてEMTと幹細胞化を促進し、より悪性な表現型につながると結論した。
○肺腺癌での検討を行い、非浸潤癌にくらべて浸潤癌でSpred2の発現が低く、ERK活性化が高い傾向にあることを見いだしている。興味深いことに、EGFR変異の有無による差はない（投稿準備中）。
○がん細胞のオートファジーはSpred2によって制御されることを見いだしている。
○昨年作成した単鎖Spred2では有効なERK抑制活性がみられなかったため、改めてコンピュータによるシミュレーション解析を行い、新規に５候補を作成した。うち、２つに抗がん剤活性があることを見いだしている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
以下の４つの観点で研究を進めている。
①がんの増殖・転移・幹細胞性獲得におけるSpred2の役割解明：Spred2欠損HepG2細胞およびSpred2過剰発現HepG2細胞を用いた検討から、内因性Spred2はがん細胞の増殖・転移・幹細胞性獲得を負に制御していることを明らかにし、研究成果を学術論文雑誌に発表した。現在、pred2はp53と結合して核内に入り、miR-506-3pの発現調整を介して幹細胞性を制御していることを見いだしている。また、Spred2はエクソソームの分泌を負に制御し、細胞間情報伝達をコントロールすることを明らかにしている。
③がん炎症細胞社会でのSpred2の機能解析：マウス乳がん細胞株E0771（C57BL/6由来）と4T1（Balb/c由来）を、それぞれC57BL/6背景とBalb/c背景のSpred2欠損マウスに埋植すると野生型に比べ、がんの増殖状況、肺転移の頻度は減少する。この原因は、Spred2欠損マウスでは有意なリンパ球増加のためであることを見いだしている。
④Spred2のがん治療への応用：データベース構造解析から、新たにSPR-domainの短鎖Spred2を作成し、抗がん活性を見いだしている。Spred2創薬にむけて展開中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
○がんの増殖・転移・幹細胞性獲得におけるSpred2の役割解明・Spred2とmiRNAの関係：Spred2によるmiRNAを介した免疫反応を明らかにする。・Spred2とエクソソーム：Spred2によるエクソソーム発現調節機構の詳細を明らかにする。
○ ヒトがん組織におけるSpred2の発現：肺がんにおける組織亜型での発現量の違い、関連因子（ERK、AKT、Ki67、p53など）との関係を論文で発表する。
○がん炎症細胞社会でのSpred2の機能解析：がん生着環境にSpred2が欠損すると腫瘍は小さくなり転移は減少する。その詳細なメカニズムをリンパ球の亜型、マクロファージの関与の有無について詳細に検討する。
○Spred2のがん治療への応用：今年度作製した短鎖Spred2を用いて、in vitroでのERK-MAPK抑制効果、抗腫瘍効果を確認し、動物実験で検討する。
○がん細胞のオートファジーにおけるSpred2の機能及びmTOR活性化との関係を明らかにする。
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