去勢抵抗性前立腺癌における機能性RNAネットワークの解明と革新的診断治療シーズ

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25293333
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 市川 智彦 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20241953)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関 直彦 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50345013) ; 坂本 信一 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70422235)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 前立腺癌 / 癌抑制 / 転移抑制 / 去勢抵抗性 / マイクロＲＮＡ

Outline of Annual Research Achievements

前立腺癌臨床検体を用いたマイクロRNA発現プロファイルを独自に作成し、癌抑制型マイクロRNAの探索および機能解析を行なった。更に、癌抑制型マイクロRNAが制御する癌遺伝子の探索を行った。発現抑制を認めたmiR-224をアンドロゲン非依存性癌細胞に核酸導入した結果、癌細胞の遊走・浸潤を顕著に抑制する事を見出した。この事から、miR-224は癌抑制機能を有する事が判明した。miR-224の標的遺伝子としてTPD52を同定した。TPD52の機能解析を進めた結果、癌細胞の浸潤・遊走を促進する癌遺伝子機能を有していた。これら結果について、FEBS Lettに論文発表した。同様に、ヒト染色体の同一部位（9q22.32）に存在するmiR-23b/27b/24-1クラスターの発現抑制を認めたため、機能解析を施行した。いずれのマイクロRNAも細胞の遊走・浸潤を抑制する癌抑制型マイクロRNAである事を証明した。また、miR-27bの発現は、去勢抵抗性前立腺癌に至るまでの期間を予測するマーカーとして有効である事を証明した。更に、miR-27bが制御する遺伝子として、これまでに機能が明らかとなっていないGOLM1を同定し、前立腺癌の新たな癌遺伝子である事を証明しOncotargetに論文発表した。転移抑制型マイクロRNAとして選択されたmiR-218は、LIM and SH3 protein （LASP1）を直接制御していた。LASP1は、臨床検体で高発現しており、癌細胞株でノックダウンすると浸潤・遊走を顕著に抑制し、前立腺癌の転移に関わる可能性を見出し、Cancer Sciに論文発表した。miRNA-29a/b/cについても転移抑制型マイクロRNAであること、標的分子のLaminin C2 （LAMC2）が癌細胞の浸潤・遊走に関わることを見出し、成果をInt J Oncol論文発表した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究実績の概要にも示したとおり、前立腺癌組織において発現が低下しているマイクロRNAの中から、miR-224、miR-23b/27b/24-1クラスター、miR-218、miRNA-29a/b/cクラスターを癌抑制型マイクロRNAとして同定した。さらに、それぞれのマイクロRNAの標的遺伝子を同定し、癌遺伝子機能を有する事を証明した。これらの新知見を、FEBS Lett、Oncotarget、Cancer Sci、Int J Oncolに論文発表することができた。さらに、これらの成果を踏まえ、review論文をInt J Urolに発表した。その他、前立腺癌に関する臨床・基礎データを解析し、学会発表や論文発表などを行った。
研究期間の2年目でこれらの成果を達成していることから、本研究課題はおおむね順調に進展していると自己評価した。

Strategy for Future Research Activity

１．前立腺癌組織において発現が低下しているマイクロRNA（miRNA）の中から新たに癌抑制型miRNAを探索する。解析方法は、miRNAを前立腺癌細胞に導入し、細胞増殖能、遊走能、浸潤能の抑制とアポトーシス誘導を指標とした機能スクリーニングを施行して、癌の悪性形質を抑制する事で確認する。in vitro解析で明らかとなった癌抑制型miRNAについて、in vivoにおける解析を施行し、前立腺癌の治療候補となるmiRNAの選択を行う。
２．去勢抵抗性前立腺癌（CRPC） miRNA発現プロファイルを作成し、これまで我々が保有する前立腺癌miRNAプロファイルと比較を行い、CRPC特異的な発現を示すmiRNAを探索する。これらを順次機能解析し、癌遺伝子型・癌抑制型miRNAに分類する。
以上の解析の中で、検証の進んだmiRNAについてさらに次の解析を進める。
前立腺癌・非前立腺癌およびCRPCなどの機能解析で明らかとなった癌遺伝子型・癌抑制型miRNAについて、miRNAを基点とした機能性RNA分子ネットワークの解析を行う。この解析では、候補miRNA　が制御する遺伝子群をTargetScan等の公共データベースから抽出し、KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）上にマップする。その中からmiRNAが制御するシグナル伝達経路を抽出する。これらのシグナル伝達経路の探索から前立腺癌およびCRPCにおいて活性化しているシグナル伝達機構を明らかとする。
さらに、このシグナル伝達経路において、既存の治療薬でその経路を遮断することが可能なものがあるか検証する。遮断することが可能であり、かつ前立腺癌やCRPCで使用されていない既存の治療薬があれば、前立腺癌XenograftモデルマウスやCRPCモデルマウスを用いて抗腫瘍効果について検討する。

Causes of Carryover

去勢抵抗性前立腺癌（CRPC）の臨床検体からマイクロRNA（miRNA）発現プロファイルを作成し、これまで我々が保有する前立腺癌miRNAプロファイルと比較を行うために、数検体分のCRPC組織から新規にRNAを抽出した。抽出したRNAからmiRNA発現プロファイルの作成する予定であったが、これまでに得られている前立腺癌のmiRNAプロファイルの解析が順調に進捗したため､これらの研究結果をまず論文発表することとした。そのため、比較的高額の外注委託費を必要とするmiRNA発現プロファイルの作成等を次年度に実施することとした。このため、次年度（平成２７年度）使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度（平成２７年度）において、去勢抵抗性前立腺癌（CRPC）のmiRNA発現プロファイルを作成し、これまで我々が保有する前立腺癌miRNAプロファイルと比較を行い、CRPC特異的な発現を示すマイクロRNAを探索する。これらを順次機能解析し、癌遺伝子型・癌抑制型miRNAに分類する。また、平成２６年度に引き続き前立腺癌組織において発現が低下しているmiRNAの中から新たに癌抑制型miRNAを探索する。
その後、「１２．今後の研究の推進方策等」で示したように研究を遂行することにより、平成２６年度に生じた次年度使用額は平成２７年度中に使用する見込みである。

Research Products

• [Journal Article] Functional significance of aberrantly expressed microRNAs in prostate cancer. (2015)
  • Author(s): Goto Y, Kurozumi A, Enokida H, Ichikawa T, Seki N.
  • Journal Title: Int J Urol Volume: 22 Pages: 242-252
  • DOI: 10.1111/iju.12700
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The microRNA-23b/27b/24-1 cluster is a disease progression marker and tumor suppressor in prostate cancer. (2014)
  • Author(s): Goto Y, Kojima S, Nishikawa R, Enokida H, Chiyomaru T, Kinoshita T, Nakagawa M, Naya Y, Ichikawa T, Seki N.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 5 Pages: 7748-7759
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Tumor-suppressive microRNA-29s inhibit cancer cell migration and invasion via targeting LAMC1 in prostate cancer. (2014)
  • Author(s): Nishikawa R, Goto Y, Kojima S, Enokida H, Chiyomaru T, Kinoshita T, Sakamoto S, Fuse M, Nakagawa M, Naya Y, Ichikawa T, Seki N.
  • Journal Title: Int J Oncol Volume: 45 Pages: 401-410
  • DOI: 10.3892/ijo.2014.2437
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Tumor-suppressive microRNA-218 inhibits cancer cell migration and invasion via targeting of LASP1 in prostate cancer. (2014)
  • Author(s): Nishikawa R, Goto Y, Sakamoto S, Chiyomaru T, Enokida H, Kojima S, Kinoshita T, Yamamoto N, Nakagawa M, Naya Y, Ichikawa T, Seki N.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 105 Pages: 802-811
  • DOI: 10.1111/cas.12441
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Tumour-suppressive microRNA-224 inhibits cancer cell migration and invasion via targeting oncogenic TPD52 in prostate cancer. (2014)
  • Author(s): Goto Y, Nishikawa R, Kojima S, Chiyomaru T, Enokida H, Inoguchi S, Kinoshita T, Fuse M, Sakamoto S, Nakagawa M, Naya Y, Ichikawa T, Seki N.
  • Journal Title: FEBS Lett Volume: 588 Pages: 1973-1982
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2014.04.020
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Usefulness of J-CAPRA score for high-risk prostate cancer patients treated with carbon ion radiotherapy plus androgen deprivation therapy. (2014)
  • Author(s): Akakura K, Tsuji H, Suzuki H, Ichikawa T, Ishikawa H, Okada T, Kamada T, Harada M, Tsujii H, Shimazaki J.
  • Journal Title: Jpn J Clin Oncol Volume: 44 Pages: 360-365
  • DOI: 10.1093/jjco/hyu006
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Bone markers predict survival in castration-resistant prostate cancer patients treated with docetaxel. (2014)
  • Author(s): Endo T, Kamiya N, Suzuki H, Oka R, Lee F-C, Utsumi T, Yano M, Kamijima S, Kawamura K, Imamoto T, Ichikawa T.
  • Journal Title: World J Clin Urol Volume: 3 Pages: 139-143
  • DOI: 10.5410/wjcu.v3.i2.139
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] High testosterone levels in prostate tissue obtained by needle biopsy correlate with poor-prognosis factors in prostate cancer patients. (2014)
  • Author(s): Miyoshi Y, Uemura H, Umemoto S, Sakamaki K, Morita S, Suzuki K, Shibata Y, Masumori N, Ichikawa T, Mizokami A, Sugimura Y, Nonomura N, Sakai H, Honma S, Harada M, Kubota Y.
  • Journal Title: BMC Cancer Volume: Sep 26 Pages: 717
  • DOI: 10.1186/1471-2407-14-717
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Tumor suppressive microRNA-224 inhibits cancer cell migration and invasion via targeting TPD52 in prostate cancer. (2014)
  • Author(s): Goto Y, Nishikawa R, Kojima S, Sakamoto S, Kawamura K, Imamoto T, Chiyomaru T, Enokida H, Kinoshita T, Naya Y, Nakagawa M, Ichikawa T, Seki N.
  • Organizer: American Urological Association annual meeting 2014
  • Place of Presentation: 米国フロリダ州オーランド市 Orange County Convention Center
  • Year and Date: 2014-05-16 – 2014-05-21
• [Presentation] The functional significance and its regulated molecular targets of microRNA-23b/27b/24-1 cluster in prostate cancer. (2014)
  • Author(s): Goto Y, Nishikawa R, Kojima S, Sakamoto S, Kawamura K, Imamoto T, Chiyomaru T, Enokida H, Kinoshita T, Naya Y, Nakagawa M, Ichikawa T, Seki N.
  • Organizer: American Urological Association annual meeting 2014
  • Place of Presentation: 米国フロリダ州オーランド市 Orange County Convention Center
  • Year and Date: 2014-05-16 – 2014-05-21
• [Presentation] Validation of active surveillance criteria for pathological insignificant prostate cancer in Japanese men. (2014)
  • Author(s): Yamada Y, Sakamoto S, Sazuka T, Goto Y, Kaga M, Yanagisawa M, Kawamura K, Kamiya N, Imamoto T, Nihei N, Suzuki H, Ichikawa T.
  • Organizer: American Urological Association annual meeting 2014
  • Place of Presentation: 米国フロリダ州オーランド市 Orange County Convention Center
  • Year and Date: 2014-05-16 – 2014-05-21