ライブイメージングとメタボロミクス解析の統合による腸腫瘍形成機構の解明

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19J00973
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 牟田 優 神戸大学, 医学研究科, 特別研究員(CPD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2024-03-31
• Keywords: ライブイメージング / 活性動態

Outline of Annual Research Achievements

大腸癌などの悪性腫瘍では細胞内において様々なシグナル伝達経路とシグナル分子の活性が変化し、それらが悪性腫瘍の発生に対して重要な役割を果たしている。また、悪性腫瘍の多くでは糖代謝や脂質代謝といった代謝経路が変化し、正常細胞と異なる活性を示すことがしられている。しかしながら、シグナル伝達経路の活性動態と代謝経路が悪性腫瘍の発生過程でどのように関与するかは十分に解明されていない。本研究では腸腫瘍形成におけるERKの活性動態の変化が代謝ネットワークに与える影響を解明し、大腸癌の新規治療戦略の確立の一助となる事を目的としている。この目的の達成のために本年度は主要渡航期間中の研究計画に基づき、Atypical PKCが種々のシグナル伝達経路の変化に与える影響を中心に解析を進めた。腸上皮においてAtypical PKCが欠損したマウスに悪性度の高い鋸歯状腸腫瘍が発生することを示した受入研究機関での先行研究に基づき、Atypical PKCが欠損した腸上皮でのシグナル伝達経路の活性を免疫組織化学染色や遺伝子発現解析によって評価した。Atypical PKCを欠損した腸上皮では腫瘍だけでなく、非腫瘍部の腸上皮においてもERK活性が上昇していることが明らかとなった。さらに、ERK経路だけでなく、YAP/TAZ経路やmTOR経路といった細胞の代謝経路を制御しているシグナル伝達経路の活性も上昇していることが明らかとなった。これらの結果によりERK活性動態の変化が代謝経路に与える影響を解析するうえで、Atypical PKCの欠損マウスが理想的なモデルマウスであることが改めて示された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の研究計画に基づき、免疫組織化学染色や遺伝子発現解析による解析をすすめることで、受入研究機関での先行研究が本研究の理論的基礎となることを確認することができた。以上より、本研究課題の進捗状況は概ね順調に推移していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後、メタボロミクスなどの手法をもちいることにより、Atypical PKCの欠損がどのような代謝経路の変化をもたらすか解析を進める予定である。また、CRISPR-CAS9システムを利用してAtypical PKCを腸上皮オルガノイドにおいてノックアウトする事で、間質の影響を排除し純粋に腸上皮細胞における変化を観察することを目指す。