酸化ストレス誘導性の肝腫瘍原性遺伝子に関する機能解析：分子標的治療への基礎的検討

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23590995
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 坪田 昭人 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90322643)
• Keywords: 肝発癌 / 酸化ストレス / 肝腫瘍原性遺伝子 / 網羅的遺伝子発現解析

Research Abstract

膨大な数の遺伝子が肝発癌への関連を示唆されている。肝発癌の原因となる肝炎ウイルスや種々の慢性肝疾患は、その発癌過程に分子生物学的な相違を指摘されている。共通の病態は長期の炎症状態と持続的な酸化ストレスへの曝露である。持続的酸化ストレス状態から誘導される遺伝子は、多様性のある多段階的肝発癌に最も共通している肝腫瘍原性遺伝子であると考えられる。本研究の目的は、申請者が報告してきた酸化ストレス誘導性の肝腫瘍原性遺伝子の機能解析を行うことである。
酸化ストレス誘導性の肝腫瘍原性遺伝子のうち、IQGAP1及びvimentinに関してはヒト肝癌細胞株についてmRNA/蛋白の発現状況を詳細に調べた。IQGAP1あるいはvimentinが高発現している細胞株において各遺伝子に対するsiRNA導入により効率良くknockdownする系を確立している。これらの遺伝子がknockdownされることで変動する関連遺伝子についてmRNA/miRNAの網羅的解析を行った。膨大な遺伝子情報はGEOに登録するところである。現在、さらにmRNAとmiRNAとの相互関連性について詳細な検討を行っている。
遊走能・浸潤能のある細胞株に対するIQGAP1のknockdownは、そのactivityが著しく低下する細胞株とそれ程低下しない細胞株が観察されている。IQGAP1高発現細胞株はより低分化で遊走能・浸潤能が高く、その中心的役割をIQGAP1が担っていると考えられた。それ以外に遊走能・浸潤能を調整している遺伝子も検討している。Vimentinも異なる細胞株で中心的役割を果たしていることが示唆され、遊走能・浸潤能の低下には違った遺伝子をknockdownすることが有効であると考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

ヒト肝癌細胞株において、IQGAP1及びvimentinに対するsiRNAにより効率良くknockdownできる系を確立した。この系では効率的にIQGAP1あるいはvimentinをknockdownすることで遊走能・浸潤能を低下させることを確認している。またこれらの遺伝子をknockdownさせることで変動するmiRNA及びmRNAに関して網羅的解析を行った。In silicoによる予測putative miRNA targetsが逆相関している遺伝子に関して、そのvalidationを行っているところである。予想外の新たな知見もあり、予定されていなかった検討・解析も行っている。これらにより、癌遊走能・浸潤能やそれに関与する遺伝子の新たな機能や調整機構が明らかにされる可能性もある。実験が故の予想外の結果に対する検証も行われているのが現状であるが、in vitro系では概ね順調に進行していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

IQGAP1の発現に関与するmiRNAやIQGAP1に直接的に関連するmRNAについて、さらに詳細な検討を進め、その調整機序を解明していく。それら遺伝子群の関連性を各々の遺伝子に対するknockdown及び細胞内導入による過剰発現により細胞機能や細胞形態がどのように変化するのか、また他の遺伝子にどう影響するのかについて検討する。また、IQGAP1等の主要な遺伝子の発現をさらに効率良く抑制する方法：miRNAの細胞内導入、siRNAの改良やdeliveryの手段等についても研究を継続する。
遊走能・浸潤能の癌細胞に特有の機能に関与する遺伝子と各々が果たしている役割について解析・検討し、癌細胞の遊走・浸潤機序を明らかにする。また、これら遺伝子が癌細胞の悪性度進展にどう関与しているかを検討することで、どのように癌細胞が遊走能・浸潤能を獲得していくかについて明らかにしていく。これらを解明していくことで、しばしばみられる抗癌剤への感受性低下の機序や抗癌剤効果を増強させる補助的手段についても検討を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

遊走能・浸潤能に関与する細胞内遺伝子の動態解析、特にmRNAとmiRNAの相互関連性と調整機構について詳細な検討をさらに進める。主要な遺伝子を如何に効率良くknockdownさせるか、あるいはmiRNAを細胞内導入することによる目的mRNAの効果的な発現抑制について検討を続ける。また抗癌剤の効果を増強させ得るのか、あるいは抗癌剤感受性の低下の抑止は可能か等について研究費を重点的に使用する。

Research Products

• [Journal Article] Peginterferon Alfa-2a plus ribavirin in Japanese patients infected with hepatitis C virus genotype 2 who failed previous interferon therapy. (2013)
  • Author(s): Kanda T, Nakamoto S, Nishino T, Takada N, Tsubota A, Kato K, Miyamura T, Maruoka D, Wu S, Tanaka T, Arai M, Mikami S, Fujiwara K, Imazeki F, Yokosuka O.
  • Journal Title: Int J Med Sci Volume: 10 Pages: 43-49
  • DOI: 10.7150/ijms.5358
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lead-in treatment with interferon-β/ribavirin may modify the early hepatitis C virus dynamics in pegylated interferon alpha-2b/ribavirin combination for chronic hepatitis C patients with the IL28B minor genotype. (2013)
  • Author(s): Itokawa N, Atsukawa M, Tsubota A, Kondo C, Hashimoto S, Fukuda T, Matsushita Y, Kidokoro H, Kobayashi T, Narahara Y, Nakatsuka K, Kanazawa H, Iwakiri K, Sakamoto C.
  • Journal Title: J Gastroenterol Hepatol Volume: 28 Pages: 443-449
  • DOI: 10.1111/jgh.12039
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Combination of fluvastatin with pegylated interferon/ribavirin therapy reduces viral relapse in chronic hepatitis C infected with HCV genotype 1b. (2013)
  • Author(s): Atsukawa M, Tsubota A, Kondo C, Itokawa N, Narahara Y, Nakatsuka K, Hashimoto S, Fukuda T, Matsushita Y, Kidokoro H, Kobayashi T, Kanazawa H, Sakamoto C.
  • Journal Title: J Gastroenterol Hepatol Volume: 28 Pages: 51-56
  • DOI: 10.1111/j.1440-1746.2012.07267.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Several factors including ITPA polymorphism influence ribavirin-induced anemia in chronic hepatitis C. (2012)
  • Author(s): Tsubota A, Shimada N, Abe H, Yoshizawa K, Agata R, Yumoto Y, Ika M, Namiki Y, Nagatsuma K, Matsudaira H, Fujise K, Tada N, Aizawa Y.
  • Journal Title: World J Gastroenterol Volume: 18 Pages: 5879-5888
  • DOI: 10.3748/wjg.v18.i41.5879
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Contribution of ribavirin transporter gene polymorphism to treatment response in peginterferon plus ribavirin therapy for HCV genotype 1b patients. (2012)
  • Author(s): Tsubota A, Shimada N, Yoshizawa K, Furihata T, Agata R, Yumoto Y, Abe H, Ika M, Namiki Y, Chiba K, Fujise K, Tada N, Aizawa Y.
  • Journal Title: Liver Int Volume: 32 Pages: 826-836
  • DOI: 10.1111/j.1478-3231.2011.02727.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inorganic-Organic Magnetic Nanocomposites for use in Preventive Medicine: A Rapid and Reliable Elimination System for Cesium. (2012)
  • Author(s): Namiki Y, Namiki T, Ishii Y, Koido S, Nagase Y, Tsubota A, Tada N, Kitamoto Y.
  • Journal Title: Pharm Res Volume: 29 Pages: 1404-1418
  • DOI: 10.1007/s11095-011-0628-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An open-label randomized controlled study of pegylated interferon/ribavirin combination therapy for chronic hepatitis C with versus without fluvastatin. (2012)
  • Author(s): Kondo C, Atsukawa M, Tsubota A, Itokawa N, Fukuda T, Matsushita Y, Kidokoro H, Kobayashi T, Narahara Y, Nakatsuka K, Kanazawa H, Sakamoto C.
  • Journal Title: J Viral Hepat Volume: 19 Pages: 615-622
  • DOI: 10.1111/j.1365-2893.2011.01584.x
  • Peer Reviewed