PP6 KOマウスにおける著しい腫瘍促進（ホスファターゼによるゲノム安定性制御）

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26430130
• Research Institution: Miyagi Prefectural Hospital Organization Miyagi Cancer Center
• Principal Investigator: 島 礼 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), がん薬物療法研究部, 部長 (10196462)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 洋二 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), がん薬物療法研究部, 特任研究員 (30420045) ; 佐藤 郁郎 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), ティッシュバンクセンター, センター長 (50225918)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: プロテインホスファターゼ / 炎症 / DNA修復 / ゲノム不安定性 / ドライバー変異

Outline of Annual Research Achievements

これまでの実験で、PP6の触媒サブユニット（Ppp6c）を欠損させたマウス皮膚において、DMBAによる腫瘍発生が亢進することを見いだしていた。しかし、DMBAが自然には存在しない化学物質であったこと、またその腫瘍が良性腫瘍のパピローマであった。したがって、マウスの発癌実験で、Ppp6c欠損が環境変異源による腫瘍形成を促進するのか、またより悪性度の高い腫瘍の原因となるのかが、ヒト発癌におけるPP6活性異常の意義を考えるうえで、重要な課題となった。そこで、皮膚発癌の最も主要な環境原因と考えられている紫外線によるマウス皮膚発癌実験を試みた。タモキシフェンの塗布によりマウス皮膚においてPpp6cをコンディショナルに欠損させ、それにUVB照射を行った。その結果、コントロールでは腫瘍形成が起こらない時期に、扁平上皮がんが発生することを見いだした。一般に、ヒトで紫外線によって発生する腫瘍においては、発生した腫瘍で高い頻度でp53の変異が起こっていることが知られている。そこで、得られた腫瘍においてp53抗体を用いて免疫組織染色をおこなったところ、高い頻度でp53陽性細胞が認められた。一方で、PP6は、DNAの2重鎖切断の修復に必須であるという報告があることから、DNAの2重鎖切断のマーカーであるγH2AXの局在について、その腫瘍で調べた。その結果、p53の陽性クラスターとγH2AXの陽性組織が高い頻度で共存した。このことから、Ppp6c欠損によるDNA修復異常が、紫外線発癌の原因の1つになると考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

Ppp6c欠損皮膚に対して紫外線（UVB）照射を行うと、正常皮膚に比べて、細胞死が著しく亢進することが分かった。これが、代償性細胞増殖を促し、腫瘍形成に働く可能性をしめした。また、形成された扁平上皮癌において、γH2AX陽性細胞、p53陽性細胞が増加していることが確認され、DNA修復の傷害が、腫瘍形成の原因の1つらしいことが示された。

Strategy for Future Research Activity

UVにより生じたDNAの修復に関して、Ppp6c欠損状態では、修復のステップのどのステップに異常が起こるのかを明らかにする必要がある。紫外線によるシクロブタン型ピリミジンダイマーか、6―4光産物のどちらか、または両方の修復に傷害が起こるのか、また、その後の共通な修復機構、すなわちNER反応への影響を明らかにする必要がある。以前の実験でPpp6cはNFkBのシグナルを負に制御することを明らかにしたが、その直接の基質（リン酸化タンパク）は明らかではない。この基質も明らかとする。

Causes of Carryover

消耗品費が、想定より少なかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の消耗品費に上積みし、実験の迅速化を図る。

Research Products

• [Journal Article] The protein phosphatase 6 catalytic subunit (Ppp6c) is indispensable for proper post-implantation embryogenesis. (2016)
  • Author(s): Ogoh H, Tanuma N, Matsui Y, Hayakawa N, Inagaki A, Sumiyoshi M, Momoi Y, Kishimoto A, Suzuki M, Sasaki N, Ohuchi T, Nomura M, Teruya Y, Yasuda K, Watanabe T, Shima H.
  • Journal Title: Mech Dev. Volume: 139 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.mod.2016.02.001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SERPINI1 regulates epithelial– mesenchymal transition in an orthotopic implantation model of colorectal cancer. (2016)
  • Author(s): Yasufumi Matsuda, Koh Miura, Junko Yamane, Hiroshi Shima, Wataru Fujibuchi, Kazuyuki Ishida, Fumiyoshi Fujishima, Shinobu Ohnuma, Hiroyuki Sasaki, Munenori Nagao, Naoki Tanaka, Kennichi Satoh, Takeshi Naitoh, Michiaki Unno
  • Journal Title: Cancer Science Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1111/cas.12909
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nuclear pyruvate kinase M2 complex serves as a transcriptional coactivator of arylhydrocarbon receptor. (2015)
  • Author(s): Shun Matsuda, Jun Adachi, Masaru Ihara, Nobuhiro Tanuma, Hiroshi Shima, Akira Kakizuka, Masae Ikura, Tsuyoshi Ikura, Tomonari Matsuda
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 44(2) Pages: 636-647
  • DOI: 10.1093/nar/gkv967
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Loss of protein phosphatase 6 in mouse keratinocytes increases susceptibility to ultraviolet-B-induced carcinogenesis. (2015)
  • Author(s): Hiroyuki Kato, Koreyuki Kurosawa, Yui Inoue, Nobuhiro Tanuma, Yuki Momoi, Katsuhisa Hayashi, Honami Ogoh, Miyuki Nomura, Masato Sakayori, Yoichiro Kakugawa, Yoji Yamashita, Koh Miura, Makoto Maemondo, Ryuichi Katakura, Shigemi Ito, Masami Sato, Ikuro Sato, Natsuko Chiba, Toshio Watanabe, and Hiroshi Shima
  • Journal Title: Cancer Letters Volume: 365(2) Pages: 223-228
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2015.05.022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mice doubly-deficient in the Arf GAPs SMAP1 and SMAP2 exhibit embryonic lethality. (2015)
  • Author(s): Mami Sumiyoshi, Narumi Masuda, Nobuhiro Tanuma, Honami Ogoh, Eri Imai, Mizuki Otsuka, Natsuki Hayakawa, Kinuyo Ohno, Yasuhisa Matsui, Kanae Hara, Risa Gotoh, Mai Suzuki, Shinya Rai, Hirokazu Tanaka, Itaru Matsumura, Hiroshi Shima, Toshio Watanabe
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 589(19 Pt B) Pages: 2754-62
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.07.050,
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Embryonic microRNA-369 controls metabolic splicing factors and urges cellular reprograming. (2015)
  • Author(s): Masamitsu Konno, Jun Koseki, Koichi Kawamoto, Naohiro Nishida, Hidetoshi Matsui, Dyah Laksmi Dewi, Miyuki Ozaki, Yuko Noguchi, Koshi Mimori, Noriko Gotoh, Nobuhiro Tanuma, Hiroshi Shima, Yuichiro Doki, Masaki Mori , Hideshi Ishii
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 10(7) Pages: e0132789
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0132789,
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Abrogation of protein phosphatase 6 promotes skin carcinogenesis induced by DMBA. (2015)
  • Author(s): Katsuhisa Hayashi, Yuki Momoi, Nobuhiro Tanuma, Ayako Kishimoto, (8), Kayoko Fukamachi, Yoichiro Kakugawa, Yoji Yamashita, Shigemi Ito, Ikuro Sato, Akira Suzuki, Miki Nishio, Masami Suganuma, Toshio Watanabe and Hiroshi Shima
  • Journal Title: Oncogene Volume: 34(35) Pages: 4647-55
  • DOI: 10.1038/onc.2014.398.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potentiation of Epidermal Growth Factor-Mediated Oncogenic Transformation by Sialidase NEU3 Leading to Src Activation. (2015)
  • Author(s): Koji Yamamoto, Kohta Takahashi, Kazunori Shiozaki, Kazunori Yamaguchi, Setsuko Moriya, Masahiro Hosono, Hiroshi Shima, Taeko Miyagi
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 10(3) Pages: e0120578
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0120578
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sialidase NEU3 contributes neoplastic potential on colon cancer cells as a key modulator of gangliosides by regulating Wnt signaling. (2015)
  • Author(s): Kohta Takahashi,  Masahiro Hosono,  Ikuro Sato,  Keiko Hata, Tadashi Wada,  Kazunori Yamaguchi,  Kazuo Nitta, Hiroshi Shima, Taeko Miyagi
  • Journal Title: International Journal of Cancer Volume: 137(7) Pages: 1560-1573
  • DOI: 10.1002/ijc.29527
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pyruvate kinase M2, but not M1, allele maintains immature metabolic states of murine embryonic stem cells. (2015)
  • Author(s): Masamitsu Konno, Hideshi Ishii, Jun Koseki, Nobuhiro Tanuma, Naohiro Nishida, Koichi Kawamoto, Tatsunori Nishimura, Asuka Nakata, Hidetoshi Matsui, Kozou Noguchi, Miyuki Ozaki, Yuko Noguchi, Hiroshi Shima, Noriko Gotoh, Hiroaki Nagano, Yuichiro Doki, Masaki Mori
  • Journal Title: Regenerative Therapy Volume: 1 Pages: 63-71
  • DOI: 10.1016/j.reth.2015.01.001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Ppp6c deficiency predisposes mouse skin tissue to carcinogenesis initiated by DMBA andUV. (2016)
  • Author(s): Hiroshi Shima, Koreyuki Kurosawa, Honami Ogoh, Yui Inoue, Takahiro Goto, Nobuhiro Tanuma, Toshio Watanabe
  • Organizer: The 13th Korea-Japan Joint Symposium on Cancer and Ageing Research
  • Place of Presentation: Jeju (Korea)
  • Year and Date: 2016-02-25 – 2016-02-27
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] "プロテインホスファターゼ6型(PP6)は、皮膚がん抑制遺伝子として働く (2016)
  • Author(s): 井上 維、黒沢 是之、小河 穂波、加藤 浩之、林 克剛、野村 美有樹、田沼 延公、渡邊 利雄、島 礼
  • Organizer: 平成27年度 個体レベルでのがん研究支援活動 ワークショップ
  • Place of Presentation: 琵琶湖ホテル（滋賀県・大津市）
  • Year and Date: 2016-02-03 – 2016-02-04
• [Presentation] 脱リン酸化酵素PP6は、皮膚がん抑制遺伝子である (2016)
  • Author(s): 黒沢是之、桃井勇貴、井上唯、小河穂波、後藤孝浩、田沼延公、渡邊利雄、島礼
  • Organizer: 第７回 プロテインホスファターゼ研究会学術集会
  • Place of Presentation: 自然科学研究機構（愛知県、岡崎市）
  • Year and Date: 2016-01-29 – 2016-01-30
• [Presentation] 脱リン酸化酵素PP6の触媒サブユニットのPpp6cは着床後の胚の正常な発生に不可欠である。 (2016)
  • Author(s): 小河穂波、田沼延広、早川夏姫、住吉麻実、鈴木麻衣、井上唯、野村美有樹、島礼、渡邊 利雄
  • Organizer: 第７回 プロテインホスファターゼ研究会学術集会
  • Place of Presentation: 自然科学研究機構（愛知県、岡崎市）
  • Year and Date: 2016-01-29 – 2016-01-30
• [Presentation] 皮膚Ppp6c欠損マウスは、化学発がんおよびUVB誘導発がんに高感受性となる (2015)
  • Author(s): 島礼、黒沢是之、井上唯、小河穂波、加藤浩之、田沼延公、渡邊利雄
  • Organizer: BMB2015 (第３８回日本分子生物学会年会 第８８回日本生化学会大会合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-11-30 – 2015-12-04
• [Presentation] Arf GTPase活性化因子SMAP2の欠損はEGFの取り込み後の輸送の異常を引き起こすのか (2015)
  • Author(s): 大塚瑞希、住吉麻実、増田成美、早川夏姫、小河穂波、田沼延広、島礼、渡邊利雄
  • Organizer: BMB2015 (第３８回日本分子生物学会年会 第８８回日本生化学会大会合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-11-30 – 2015-12-04
• [Presentation] 皮膚Ppp6c欠損マウスは、UVB誘導皮膚扁平上皮発がんに高感受性となる (2015)
  • Author(s): 加藤浩之、田沼延公、三浦康、角川陽一郎、椎葉健一、山下洋二、林克剛、野村美有樹、佐藤郁郎、伊藤しげみ、渡邊利雄、島礼
  • Organizer: 第74回 日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2015-10-08 – 2015-10-10
• [Presentation] 大腸癌における天然物を用いた抗がん剤開発の現況 (2015)
  • Author(s): 三浦康、島礼、佐藤賢一、山口壹範、田沼延公、角川陽一郎、佐藤正幸、木内誠、山本久仁治、長谷川康弘、河合賢朗、大沼忍、藤谷恒明、
  • Organizer: 第74回 日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2015-10-08 – 2015-10-10
• [Presentation] 紫外線誘導皮膚がんにおいて、PP6はがん抑制遺伝子として働く (2015)
  • Author(s): 黒沢是之、後藤孝浩、田沼延公、加藤浩之、佐藤郁郎、伊藤しげみ、島礼、館正弘
  • Organizer: 第24回 日本形成外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 岩手県民会館（岩手県・盛岡市）
  • Year and Date: 2015-10-08 – 2015-10-09
• [Presentation] PP6 deficiency potentiates ultraviolet-B-induced skin carcinogenesis (2015)
  • Author(s): Yui Inoue, Hiroyuki Kato, Koreyuki Kurosawa, Nobuhiro Tanuma, Honami Ogoh, Toshio Watanabe, and Hiroshi Shima
  • Organizer: 10th Mechanisms and Models of Cancer 2015
  • Place of Presentation: San Diego (USA)
  • Year and Date: 2015-08-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] UVB照射により、Ppp6c欠損では、高頻度に皮膚扁平上皮癌が発生する (2015)
  • Author(s): 加藤浩之、田沼延公、黒沢是之、井上維、林克剛、小河穂波、野村美有樹、渡邊利雄,島礼
  • Organizer: 第81回 日本化学会東北支部例会
  • Place of Presentation: 東北大学さくらホール（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2015-05-09 – 2015-05-09