2014 Fiscal Year Research-status Report
微小環境因子による炎症反応と癌関連糖鎖合成酵素遺伝子の発現誘導機構及び意義の解明
| Project/Area Number |
26460404
|
|---|
| Research Institution | Chubu University |
|---|
Principal Investigator |
古川 圭子 中部大学, 生命健康科学部, 教授 (50260732)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | メラノサイト / 糖鎖合成酵素遺伝子 / ガングリオシド / メラノーマ / UVB |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ヒト メラノーマ細胞株（SK-MEL-28）及び培養ヒト メラノサイトについてスフィンゴ糖脂質の糖鎖合成酵素遺伝子の発現レベルをRT-リアルタイムPCRでにより解析した結果、SK-MEL-28ではメラノサイトと比較して、GD3合成酵素（ST8SIA1）及びGM2/GD2合成酵素（B4GALNT1）遺伝子の発現が高く、GM1/GD1b合成酵素（B3GALT4）遺伝子の発現が顕著に低かった。他のメラノサイト及び各種のメラノーマ細胞株の糖鎖合成酵素遺伝子の発現についても検討し、同様の結果が得られた。
メラノサイトおよびメラノーマにUVBを照射した場合、これらの遺伝子発現に著明な変化は認められなかった。一方、メラノサイトをUVB照射ケラチノサイト（HaCaT細胞）の培養上清で培養した場合、GD3合成酵素、GM2/GD2合成酵素遺伝子の発現上昇、及びGM1/GD1b合成酵素遺伝子の発現減少が認められた。
UVBを照射したHaCaT細胞では、炎症性サイトカインのTNFα、IL-1β、IL-8やIL-6の産生と培養上清中への分泌が認められた。さらにTNFαあるいはIL-6を含む細胞培養液で細胞を培養した場合、メラノサイトにおいてのみGD3合成酵素遺伝子の発現誘導が認められた。しかし、メラノーマ細胞ではTNFαまたはIL-6含有細胞培養液で培養してもGD3合成酵素遺伝子の発現レベルの変動は認められなかった。また、UVB照射HaCaT細胞で遺伝子発現が上昇する各種サイトカイン、増殖因子等について検討した結果、IL-1α、LIF、GM-CSF、bFGF、NGF、TGF-α、CCL5がUV照射により発現上昇した。
更にメラノサイトにおいては、cAMP刺激を除去することによってもGD3合成酵素遺伝子の発現が誘導された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
UVB照射したHaCaT細胞が産生、分泌する炎症性サイトカインを同定することができ、これらのサイトカインの中でTNFα及びIL-6がGD3合成酵素遺伝子の発現を誘導することを明らかにした。TNFα及びIL-6の他にもUVB照射後にHaCaT細胞で遺伝子発現が上昇する各種のサイトカイン、増殖因子及びケモカインについても同定した。更に、cAMPによりGD3合成酵素遺伝子の発現が抑制されていることも明らかにした。
しかし、UV照射した初代培養ヒト ケラチノサイト及び線維芽細胞が産生する炎症性サイトカインは同定されていない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
（１）メラノサイトとメラノーマにおけるGD3合成酵素遺伝子群の発現制御メカニズムの解析：メラノサイトではTNFα及びIL-6によりGD3合成酵素遺伝子の発現が誘導されたが、メラノーマでは誘導されなかった。また、メラノサイトではcAMPによりGD3合成酵素遺伝子の発現が抑制された。従って、メラノサイトとメラノーマについて、これらの炎症性サイトカインや2ndメッセンジャーが関与するシグナル分子及び転写因子とGD3合成酵素遺伝子の発現制御について解析する。（２）GM2/GD2合成酵素遺伝子及びGM1/GD1b合成酵素遺伝子の発現制御メカニズムの解析：UVB照射したHaCaT細胞が産生、分泌するサイトカイン及び増殖因子について、メラノサイトでGM2/GD2合成酵素遺伝子の発現を誘導、または、GM1/GD1b合成酵素遺伝子の発現を抑制する因子を同定する。また、GM1/GD1b合成酵素遺伝子の転写開始点とプロモーター領域を明らかにする。（私達は、GD3合成酵素及びGM2/GD2合成酵素遺伝子の制御領域を解析して報告した。）（３）糖脂質糖鎖合成酵素遺伝子のエピジェネテイックな制御システムの解析：GD3合成酵素、GM2/GD2合成酵素及びGM1/GD1b合成酵素遺伝子の転写開始点上流域のメチル化、及びヒストンのメチル化についてメラノサイトとメラノーマについて解析し、比較検討する。（４）メラノーマ及び各種因子刺激メラノサイト由来エクソソームを回収し、糖脂質及び糖脂質糖鎖合成酵素遺伝子について解析する。（５）RCAS/tv-aシステムを用いてメラノーマ発症マウスを作製し、糖鎖合成酵素遺伝子群の発現を経時的に解析する。
以上より、微小環境における炎症反応と癌関連糖鎖合成酵素遺伝子の発現誘導メカニズムを明らかにし、メラノサイトからメラノーマへの移行過程における複合糖質の意義を明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
平成26年度の実験は概ね順調に進行し、消耗品の購入が少額で済んだ。一方、実験に必要な細胞が入手できず、更に予定よりも消耗品の購入が少額になった。平成26年度の残金は次年度の研究を遂行するために使用する。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度は、UV照射した初代培養ヒト ケラチのサイト及び線維芽細胞が産生する炎症性サイトカインを同定する。また、メラノサイトでGM2/GD2合成酵素遺伝子の発現を誘導、または、GM1/GD1b合成酵素遺伝子の発現を抑制するサイトカインや増殖因子等を同定する。更に、糖脂質糖鎖合成酵素遺伝子のエピジェネテイックな制御システムの解析も進める。これらの研究を遂行する為に、平成27年度の研究費は主に消耗品および人件費に使用する予定である。
|
