Studies of medulloblastoma associating angiogenesis based on CRL3

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K07870
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 田手 壮太 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 助教 (90939638)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂上 倫久 愛媛大学, 医学系研究科, 講師(特定教員) (20709266) ; 東山 繁樹 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 教授 (60202272)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 髄芽腫 / 血管新生 / ユビキチンリガーゼ / CRL3 / CUL3 / 血管内皮細胞 / プロテオスタシス

Outline of Annual Research Achievements

髄芽腫は小児脳腫瘍の約20%にみられる高悪性度の脳腫瘍であり、極めて新生血管に富む組織像を示す。腫瘍血管の増加は、生存率と負の相関を示すことから、腫瘍血管新生が髄芽腫の重要な治療標的の一つとなっているが、腫瘍血管を含むがん微小環境(TME)の複雑な細胞構成に伴い、TMEの形成や機能については不明な点が多く残されている。TMEにおいて、血管内皮細胞(EC)はリモデリングによってその特性を大きく変化させるが、その詳細は未だ明らかではない。従って、髄芽腫の発症、進展、髄膜播種の一連の過程を明らかにするためにECリモデリングの解析が必要不可欠である。
申請者らは、血管新生の多段階ステップにおいてECリモデリングを制御する重要な因子として、複数のCullin3(CUL3)型E3ユビキチンリガーゼ(CRL3)複合体を同定してきた。CUL3をEC特異的かつ時期特異的にノックアウトできるマウス(VE-CadERT2;CUL3flox/floxマウス)を作成し、これを解析したところ、CUL3をEC特異的にノックアウトすると、ほぼ全てのマウスが10日以内で死亡し、CRL3システムが成体マウスでの血管恒常性維持に必須であることが明らかになった。また、全身の血管でCUL3をノックアウトしているにもかかわらず、脳や腸などで血管恒常性の破綻が強く見られ、CUL3による血管恒常性維持機構には組織特異性があることが示唆された。今後、脳血管恒常性維持におけるCUL3の役割を明らかにするとともに、髄芽腫増殖に伴う腫瘍血管新生におけるCRL3システムの機能に焦点を絞って解析を進める。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

VE-CadERT2;CUL3flox/floxマウスを作成し、CRL3システムが成体マウスでの血管恒常性維持に必須であり、かつ脳や腸に特異性を示すことを突き止め、CRL3システムは正常脳血管構築において脳血管バリア形成に深く寄与していることを明らかにした。
さらにCRL3システムによるプロテオシタシス制御を詳細に解析するために、HA-タグ・ユビキチン(HA-Ub)を組織特異的かつタモキシフェン(Tmx)投与依存的に発現するマウス(Rosa26 HA-Ubマウス)と掛け合わせ、EC特異的かつ時期特異的にCUL3をノックアウトすると同時にHA-Ubを発現するマウス(VEC3Uマウス)を作成中で、完成後はRosa26 HA-Ubマウスと比較解析することによりCUL3の基質全貌を明らかにする予定である。

Strategy for Future Research Activity

引き続きHA-Ubマウスの作成を進め、CUL3の基質全貌を明らかにする。
髄芽腫モデルマウス(Smo/Smoマウス)より腫瘍を摘出し、VEC3Uマウスに同所移植する。同マウスより得られる腫瘍組織を組織学的に血管構築および腫瘍の増殖・浸潤を解析する。
また、腫瘍組織を用いたRNA-seq解析の実施を検討している。

Causes of Carryover

マウスの作成が予定より遅れているため、解析に必要な費用を残している。
今後、解析用に使用予定である。