2014 Fiscal Year Research-status Report
大腸がんにおけるマグネシウム恒常性制御の役割の解明
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26430113
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山崎 大輔 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (50422415)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 大腸がん / 悪性化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PRL-3は転移性の大腸がんにおいて発現の亢進が認められ、がん転移への関与が強く示唆されている分子であるが、PRL-3がどのような分子機構でがんの悪性化を引き起こすのかは不明である。そこでPRL-3がマグネシウム排出活性をもつ分子MagEXに結合することに注目し、腸管ポリープの形成および悪性化におけるMagEXの役割を検討した。大腸がんのモデルマウスApc変異マウスでは腸にポリープの形成が認められるが、Apc/MagEx複合変異マウスにおいては形成されるポリープの数はApc変異マウスと比較して違いは認められなかったものの、ポリープの大きさは有意に増加していることが分かった。またApc変異マウスで観察されるポリープの大部分は良性であり腫瘍は上皮層にとどまっていたが、Apc/MagEx複合変異マウスでは約半数のポリープにおいて筋層への浸潤が認められた。これらの結果から、MagExには腸ポリープの成長および悪性化を抑制する働きがあることが明らかになった。これらのマウスにおいて腸に形成されたポリープに含まれるマグネシウムの量を検討したところ、Apc/MagEx複合変異マウス由来のポリープの方がApc変異マウスのそれと比較して高いマグネシウム含量を示すことが分かった。MagEXは腸上皮細胞に発現しており細胞外にマグネシウムを排出する役割を担っていることから、腫瘍を形成する腸上皮由来細胞の細胞内マグネシウム濃度の調節が、ポリープの発達や悪性化に寄与している可能性が示唆される。これらの解析からPRL-3によるがんの悪性化にはMagEXによる細胞内マグネシウム濃度の調節が重要な役割を担っていることが明らかになってきた。
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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
当該年度における研究計画の最大の目標は、MagEX遺伝子の欠損が腸管ポリープの発達や悪性化に与える影響を明らかにすることであったが、Apc/MagEx複合変異マウスの解析を通してMagEXがポリープの生育および悪性化において重要な役割を担っていることを個体レベルで明確にすることができた。このことは本研究の計画を遂行するうえで非常に大きな進展であり、研究計画は順調に推移しているといえる。
また腫瘍細胞におけるMagExの役割を調べるため、通常培養が困難とされる腸上皮細胞を単離・培養する実験系の立ち上げを行い、継続的にマウス腸上皮細胞を培養することに成功した。しかしながら培養に必要となる材料の一部は自作する必要があったため、その準備に時間がかかり当初計画していた分子レベルでの解析は端緒についたばかりであり、今後はこの培養系を用いて急ぎ進めていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
MagEX遺伝子の欠損がどのようなメカニズムで大腸がんの成長や悪性化を抑制しているのかを分子レベルで明らかにするため、Apc/MagEx複合変異マウスより回収したポリープを材料としてマイクロアレイ解析により遺伝子の発現変化を検討する。またApc/MagEx複合変異マウスより回収し培養した腸上皮細胞の増殖や運動性などがん悪性化につながる性質を検討し、MagEX遺伝子の欠損が細胞に与える影響を明らかにする。
またApc変異マウスでは主に小腸にポリープが形成されるが、ヒトにおいて腫瘍が形成されるのは大腸であることから、マウスにおいても大腸発がんを引き起こすAOM/DSSモデルを用いて腫瘍の形成や悪性化MagEX遺伝子の欠損が与える影響を検討する。
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| Causes of Carryover |
当初の計画では個体レベルで大腸がんにおけるMagEXの役割を明らかにするのと並行して、腸上皮細胞におけるMagEXの役割を分子レベルで明らかにするため、細胞内シグナル伝達に関与する様々な分子の発現を遺伝子レベルやタンパク質レベルで検討する予定であった。しかしながらマウスにおける腫瘍の解析において、予想していたよりも腫瘍が形成されるまでに時間がかかったため解析に供する期間を延長する必要があった。また細胞レベルでの解析に必要な腸上皮細胞の培養系を立ち上げるため、必要な試薬を作製するのに予定したよりも時間がかかった。これらの実験を通して大腸がんにおけるMagEXの役割が明確になり、また培養が難しいとされる腸上皮細胞を安定して培養できる系が確立されるなど重要な成果を得ることができたが、計画にあった分子の発現の検討を十分に進めることができなかったため、発現解析に必要と考えていた額を使用しなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
Apc/MagEx複合変異マウスより回収したポリープや腸上皮細胞を用いて、細胞レベルにおいてMagEX遺伝子の欠損どのような細胞内シグナルの変化を引き起こすのかを明らかにする。マイクロアレイ解析などを利用して候補となるシグナルを絞り込み、それらのシグナルとMagEXの役割そしてがんの悪性化の関係をリアルタイムPCRによる転写レベルでの解析や抗体を用いたタンパク質レベルでの検討により明らかにしていく。MagEXが影響を与えることが明確になったシグナル分子に関しては、RNA干渉法などを用いてそのシグナルの重要性を細胞レベルで検討する。
またApc遺伝子変異マウスでは検討できなかった大腸における発がんに対するMagEXの影響を検討するため、MagEX遺伝子欠損マウスをAOM/DSS処理し、大腸における発がんやがんの成長および悪性化に対するMagEX遺伝子欠損の影響を個体レベルで検討する。
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Research Products
(1 results)
