2013 Fiscal Year Research-status Report
グリオーマ幹細胞の維持と分化に関わる分子ネットワーク解析と治療標的の探索
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25640068
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
荒木 令江 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 准教授 (80253722)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 幹細胞 / プロテオミクス |
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| Research Abstract |
近年Glioma幹細胞(GSC)の存在が示されこれを標的にした新たな治療の創出が期待されている。しかしGSCの分子情報は非常に限られているため, 治療ターゲットの開発は困難を極めている｡本研究では我々が開発したﾄﾗﾝｽｸﾘﾌﾟﾄｰﾑ･ﾌﾟﾛﾃｵｰﾑ融合解析技術を超高感度に最適化することによって, 悪性Glioma組織から樹立したGSCの分化誘導刺激で経時的に変動する特有の細胞内活性化分子ﾈｯﾄﾜｰｸを詳細に解析し, 幹細胞維持と分化誘導ｽｲｯﾁﾝｸﾞの分子ﾒｶﾆｽﾞﾑの一端を明らかにする｡本年度は、グリオーマ患者組織より分離した微量なGSC3クローンを用いて分子発現差異解析法であるiTRAQ-８Plex法、２D-DIGE法、およびDNA arrayの融合法の開発を試み、得られたすべての情報を統合マイニングすることによって、異常に制御されたシグナル伝達経路を特異的に抽出する方法論(iPEACH法)を確立した。GO解析およびnetwork解析から、GSCは幹細胞マーカーCD133、nestin、Sox2の分化誘導時の発現減少、及びGFAP、Tuj1、CD44・vimentin、及び活性化EGFR-RAS-MAPKとPI3K-AKT-mTOR系路の発現を誘導し、神経幹細胞様の性質とグリオーマ細胞への分化能を有すること、さらに、分化誘導により自らfibronectinを始めとする細胞外マトリックスを分泌し、接着分子integrin aVを介して分化誘導するとともに多数の興味深い糖鎖関連分子群が誘導制御されていた。この誘導はintegrin aV阻害剤(RGD)/阻害抗体により阻害され、GSCは自ら分化に特異的な微小環境「分化ニッチ」を作り分化誘導することを示唆した。さらに、in vitro, in vivoにおいて、分化ニッチ停留時、GSCの抗がん剤の感受性が増加することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画にしたがって、GSCの分離とGSC分化誘導モデルの確立,GSCの特異的発現分子群および分化制御分子群の探索・同定は順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. データ統合とData Base構築, 特異的シグナル分子群の選択とネットワークの抽出:全てのデータをiPEACHソフトウェアによって統合しData Base化する。発現変動候補分子群を分子ネットワーク解析ソフトKeyMonet (医薬分子設計研究所:文献上報告されている分子ネットワーク情報を網羅的に収集した生命情報統合プラットホーム)によりGSC分化に関与する分子群ネットワークを抽出同定する. 既にクローン化したGSC03A/Uについては予備的解析が完了している.
2. 同定分子群の細胞内機能解析と治療ターゲットとしての可能性の検討 :
抽出された分子群の検証：全てのクローンでの共通の発現変動を抽出された分子群の抗体カクテルと2D-Western Blot法にて確認, glioma 幹細胞マーカーとしての可能性の検討, および免疫組織学的な解析との比較, 情報のデータベース化を行う. glioma幹細胞の分化のスイッチングに重要と思われる候補分子を選択する. 各分子をノックダウンし, 抗がん剤による細胞増殖/毒性を評価・タイムラプス共焦点顕微鏡による形態変化の観察, また, 細胞内で候補分子の発現抑制あるいは亢進に伴って同時に変化する関連分子群の発現を解析する. さらに, 候補分子の中和抗体, ペプチド等の阻害剤を用いて, 分化誘導への影響をin vitroで検討する.
移植動物モデルにより同定分子の臨床応用への可能性の検討(動物移植実験システムの構築) in vitroにおいて有効であった阻害剤および抗がん剤を移植動物モデルへ投与し, 腫瘍への影響を検討する。そのために各種GSC移植に最適化した動物実験のシステム構築を行う.
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当該年度内に使用する予定の質量分析用試薬類とDNAチップキット類、動物、抗体、培地用試薬、血清類に関して、本研究計画の最適化試行の結果、来年度に繰り越して使用する必要性が生じたため。
これらの消耗品類の予算は、来年度の同様の予算に加えることによって、予定の実験(計画書に記載）が、より効率良く、且つ、より多くのサンプルを最適化した方法論で遂行できる予定。
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[Journal Article] Glioma initiating cells form a differentiation niche via the induction of extracellular matrices and integrin αV2013
Author(s)
Nambu, NA., Midorikawa U, Mizuguchi S, Hide T, Nagai M, Komohara Y, Nagayama1 M, Hirayama M, Kobayashi D, Tsubota N, Takezaki T, Makino K, Nakamura H, Takeya M, Kuratsu J and Araki N*.
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 8(5)
Pages: e59558
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Enhancement of human cancer cell motility and invasiveness by anaphylatoxin C5a via aberrantly expressed C5a-receptor (CD88)2013
Author(s)
Nitta H, Wada Y, Kawano Y, Murakami Y, Irie A, Taniguchi K, Kikuchi K, Yamada G, Suzuki K, Honda J, Wilson MM, Araki N, Eto M, Baba H and Imamura T.
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Journal Title
Clinical Cancer Research
Volume: 19(8)
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] CA-S27: A novel Lewis A associated carbohydrate epitope is diagnostic and prognostic for cholangiocarcinoma.2013
Author(s)
Silsirivanit A, Araki N*, Wongkham C, Vaeteewoottacharn K, Pairojkul C, Kuwahara K, Narimatsu Y, Sawaki H, Narimatsu H, Okada S, Sakaguchi N, Wongkham S*
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Journal Title
Cancer Sci.
Volume: 104(10)
Pages: 1278-84.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Integrated View of the Human Chromosome X-centric Proteome Project.2013
Author(s)
Yamamoto T, Nakayama K, Hirano H, Tomonaga T, Ishihama Y, Yamada T, Kondo T, Kodera Y, Sato Y, Araki N, Mamitsuka H, Goshima N.
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Journal Title
J Proteome Res.
Volume: 12
Pages: 58-61
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Epiplakin modifies the motility of the HeLa cells and accumulates at the outer surfaces of three-dimensional cell clusters.2013
Author(s)
7. Shimada, H; Nambu-Niibori, A; Wilson-Morifuji, M; Mizuguchi, S; Araki, N; Mezaki, Y; Senoo, H; Ishikawa, K; Okamoto, O; Fujiwara, S.
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Journal Title
J. Dermatol.
Volume: 40(4)
Pages: 249-58.
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] An Integrated Proteomics for Extracting Molecular Target of Malignant Gliomas.2013
Author(s)
Norie Araki, Takashi Morikawa, Souhei Mizuguchi, Daiki Kobayashi, Akiko Niibori Nambu, Uichi Midorikawa, Mio Hirayama, Masayo morifuji Wilson, Sin Kawano, Hideo Nakamura, Junichi Kuratsu.
Organizer
HUPO 11th Annual World Congress
Place of Presentation
パシフィコ横浜
Year and Date
20130914-20130918
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[Presentation] Integrated Proteomics Identified Novel Activation of Dynein IC2-GR-COX-1 Signaling by Suppression of NF1 Tumor Suppressor Gene Product, Neurofibromin, in Neuronal Cells..2013
Author(s)
Daiki Kobayashi, Mio Hirayama, Souhei Mizuguchi Takashi Morikawa, Megumi Nagayama, Uichi Midorikawa, Masayo Wilson-Morifuji, Akiko Nambu-Niibori, Akiyasu Yoshizawa C., Shin Kawano, Norie Araki
Organizer
HUPO 11th Annual World Congress
Place of Presentation
パシフィコ横浜
Year and Date
20130914-20130918
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[Presentation] Integrated Proteomics Identified the Akiko Differentination Niche Induced by glioma Stem Cells.2013
Author(s)
Niiboari Nambu, Uichi Midorikawa, Souhei Mizuguchi, Takuichiro Hide, Minako Nagai, Yoshihiro Komohara, Megumi Nagayama, Mio Hirayama, Daiki Kobayashi, Hideo Nakamura, Motohiro Takeya, Jyunichi Kuratsu, Norie Araki.
Organizer
HUPO 11th Annual World Congress
Place of Presentation
パシフィコ横浜
Year and Date
20130914-20130918
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[Presentation] A quick profiling System for Cancer marker Proteins with Diverse Post-Translational Modifications by a Fully Automated 2DE Device, Auto-2D.2013
Author(s)
Munenori Nishimura, Uichi Midorikawa, Megumi Nagayama, Daiki Kobayashi, Mio Hirayama, Yoji Murakami, Yoshihiro Wada, Takahisa Imamura, Yutaka Unuma, Norie Araki.
Organizer
HUPO 11th Annual World Congress
Place of Presentation
パシフィコ横浜
Year and Date
20130914-20130918
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