腫瘍細胞の休眠化機構を特徴づけるマイクロＲＮＡの同定と機能解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23501268
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 下野 洋平 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90594630)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Keywords: がん休眠 / 乳がん / マイクロＲＮＡ / ＣＸＣＲ４ / がん幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ヒト乳がん異種移植マウスを用いて原発巣および転移巣のがん細胞の休眠状態の維持に関わる分子機構を解明することを目的としている。これまでに、ヒト乳がん異種移植マウスでは肺に微小な転移巣を認めるものがあること、およびこれらの微小転移がん細胞は細胞周期の停止したG0期にあることを解明してきた。本年度は下記の実験を遂行して、細胞表面タンパク質であるケモカインレセプターCXCR4の発現低下が肺転移巣のヒト乳がん細胞の休眠維持に関わることを解明するとともに、肺転移がん幹細胞の休眠を特徴づける一連のマイクロRNAを同定して、がん細胞の休眠状態の維持に関わる分子機構を明らかにした。
1.ヒト乳がん異種移植マウスの肺転移巣の解析：ヒト乳がん異種移植マウスの原発巣および肺転移巣のがん細胞の遺伝子発現を単細胞レベルで網羅的に解析した。細胞周期の進行に関わるMKI67遺伝子の発現低下とCXCR4の発現低下に単細胞レベルで強い相関を認めること、およびCXCR4の阻害剤により休眠状態がさらに誘導されることを解明した。
2.原発巣および転移巣の休眠がん細胞に特徴的なマイクロRNAの解析：ヒト乳がん異種移植マウスの原発巣および肺転移巣からがん幹細胞および非腫瘍原性がん細胞を単離し、定量的PCR法にてマイクロRNA発現を網羅的に解析した。原発巣と肺転移巣のがん幹細胞で著しく発現の異なる一連のマイクロRNAを同定するとともに、これらのマイクロRNAの発現制御に関わる機構や、細胞周期制御に関わる標的遺伝子候補の解析をした。
3.マウス移植モデルを用いた休眠関連マイクロRNAの機能解析：レンチウイルスを用いて、同定された一連のマイクロRNAを発現するヒト乳がん幹細胞を作製した。これらのがん幹細胞をマウスに移植して、マイクロRNAが肺転移巣のがん細胞の休眠維持におよぼす影響の解析をすすめている。

Research Products

• [Journal Article] Comparison of 2D- and 3D-culture models as drug-testing platforms in breast cancer (2015)
  • Author(s): Imamura Y, Mukohara T, Shimono Y, Funakoshi Y, Chayahara N, Toyoda M, Kiyota N, Takao S, Kono S, Nakatsura T, Minami H
  • Journal Title: Oncol Rep Volume: 33 Pages: 1837-1843
  • DOI: doi: 10.3892/or.2015.3767
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] miR-142 regulates the tumorigenicity of human breast cancer stem cells through the canonical WNT signaling pathway (2014)
  • Author(s): Isobe T, Hisamori S, Hogan DJ, Zabala M, Hendrickson DG, Dalerba P, Cai S, Scheeren F, Kuo AH, Sikandar SS, Lam JS, Qian D, Dirbas FM, Somlo G, Lao K, Brown PO, Clarke MF, Shimono Y
  • Journal Title: eLife Volume: 3 Pages: eLife.01977
  • DOI: doi: 10.7554/eLife.01977
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Suppression of the TGF-β1-induced protein expression of SNAI1 and N-cadherin by miR-199a (2014)
  • Author(s): Suzuki T, Mizutani K, Minami A, Nobutani K, Kurita S, Nagino M, Shimono Y, Takai Y
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 19 Pages: 667-675
  • DOI: doi: 10.1111/gtc.12166
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] TYRO3 as a potential therapeutic target in breast cancer (2014)
  • Author(s): Ekyalongo RC, Mukohara T, Funakoshi Y, Tomioka H, Kataoka Y, Shimono Y, Chayahara N, Toyoda M, Kiyota N, Minami H
  • Journal Title: Anticancer Res Volume: 34 Pages: 3337-3345
  • Peer Reviewed
• [Presentation] クロRNA研究の歴史と現状、ゲノム薬理学への応用について (2015)
  • Author(s): 下野 洋平
  • Organizer: 第１回日本ゲノム薬理学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-02-14 – 2015-02-14
  • Invited
• [Presentation] がん幹細胞特異的マイクロＲＮＡによるＷＮＴシグナル伝達系制御機構 (2015)
  • Author(s): 下野 洋平
  • Organizer: 日本癌学会シンポジウム / 共同利用・共同研究拠点シンポジウム
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2015-01-21 – 2015-01-22
  • Invited
• [Presentation] miR-142 regulates the tumorigenicity of human breast cancer stem cells through the canonical WNT signaling pathway (2014)
  • Author(s): Yohei Shimono, Shigeo Hisamori, Taichi Isobe
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] HER/NF-κB induced IGF2 loop as a fundamental mechanism for breast cancer stem and niche cell maintenance (2014)
  • Author(s): Kana Tominaga、Teppei Shimamura、Yohei Shimono*、Hideshi Ishii、Hideyuki Saya、Masaki Mori、Kei-ichiro Tada、Toshihisa Ogawa、Arinobu Tojo、Satoru Miyano、Noriko Gotoh
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] Effect of natural killer cell infiltration on the growth of the mouse xenografts tumors of human breast cancers. (2014)
  • Author(s): Junko Mukohyama、Yohei Shimono、Yohei Funakoshi、Toru Mukohara、Hiroshi Matsuoka、Yoshihiro Kakeji、Hironobu Minami
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] miR-199a suppresses the TGF-β1-induced protein expression of SNAI1 and N-cadherin (2014)
  • Author(s): Toshihiro Suzuki、Kiyohito Mizutani、Akihiro Minami*、Kentaro Nobutani、Masato Nagino、Yohei Shimono、Yoshimi Takai
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] MicroRNA-mediated regulation of the human cancer stem cells. (2014)
  • Author(s): Yohei Shimono
  • Organizer: The 33rd Sapporo International Cancer Symposium
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-06-26 – 2014-06-28
  • Invited
• [Presentation] Activation of the Canonical Wnt Signaling Pathway and Enhancement of the Tumorigenicity of Breast Cancer Stem Cells by MicroRNA-142 (2014)
  • Author(s): Yohei Shimono, Taichi Isobe, Shigeo Hisamori, and Michael F. Clarke
  • Organizer: 第１２回幹細胞シンポジウム
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-05-31