Smad2とSmad cofactorの相互作用によるがん悪性化抑制機構の解明

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K06527
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 伊藤 友香 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (40454326)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: がん悪性化 / 転写制御 / TGF-β

Outline of Annual Research Achievements

細胞増殖因子のひとつであるtransforming growth factor-β（TGF-β）は、細胞増殖のみならずアポトーシス、組織線維化や免疫応答など多様な細胞応答に関与することが知られており、TGF-βの作用は主に転写を介した遺伝子発現制御によって発揮される。TGF-βシグナルにおける主要な転写因子であるSmad2とSmad3は、TGF-βが細胞表面の受容体に結合することでリン酸化された受容体によってリン酸化を受け活性化する。リン酸化Smad2/3はSmad4と複合体を形成し、このSmad複合体がDNA上に結合することで標的遺伝子の発現を制御する。TGF-βは進行したがんにおいては細胞運動性・浸潤性、上皮間葉移行、抗がん剤耐性などのがん悪性化を促進する一方、正常上皮細胞においては細胞増殖を強力に抑制することが報告されている。ノックアウトマウス等の解析から、Smad2とSmad3はがん進展において異なる機能を持つことも推察されているが十分に解析されていない。本研究では、Smadと協調して働く転写因子Smad cofactorに注目し、がん悪性化におけるSmad2を介した選択的な転写活性化の機能を詳細に検討することで、TGF-βシグナルとがん悪性化の関連への理解を深めることを目指している。
今年度はCRISPRiシステムを用いて標的Smad cofactor発現抑制株を作製した。2種類のgRNAを用いて検討したところ、どちらのgRNAを使用した場合おいても標的遺伝子発現は80%以上抑制され、がん幹細胞性に関与する遺伝子のTGF-β依存的な発現誘導が阻害された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

CRISPRiの系確立により、標的Smad cofactorの発現抑制細胞株を複数種類樹立することができた。また、この標的Smad cofactorががん幹細胞性に関与する遺伝子発現を制御していることが示唆された。

Strategy for Future Research Activity

樹立された細胞株と親株を用いて標的Smad cofactor/Smad2によって制御される遺伝子の探索を行う。がん悪性化に関連する細胞増殖、細胞運動性・浸潤性、ストレスファイバー形成、抗がん剤耐性について検討を行う。

Causes of Carryover

CRISPRiを利用した発現抑制細胞株の樹立に想定以上の時間を要し、予定していた検討ができなかったため次年度使用額が生じた。次年度は樹立された細胞株を用いて研究を進めると共に成果発表を行うため、消耗品費、人件費・謝金、論文投稿費として計上する。