2015 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
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26460404
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
古川 圭子 中部大学, 生命健康科学部, 教授 (50260732)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | メラノサイト / 糖鎖合成酵素遺伝子 / GD3合成酵素遺伝子 / メラノーマ / TNFα / cAMP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、定量RT-PCRによりメラノーマ細胞株と培養メラノサイトにおけるガングリオシドの糖鎖合成酵素遺伝子の発現レベルを比較し、皮膚微小環境における遺伝子の発現調節機構を検討した。その結果、メラノサイトと比較して、メラノーマでは、GD3、GM2/GD2合成酵素遺伝子の発現レベルが高く、GM1/GD1b合成酵素遺伝子の発現レベルが低下していることを明らかにした。一方、紫外線（UVB）を照射したケラチノサイト（HaCaT細胞）の培養上清でメラノサイトを培養した結果、GD3、GM2/GD2合成酵素遺伝子の顕著な発現誘導が認められ、GM1/GD1b合成酵素遺伝子は抑制された。培養上清からはTNFαやIL-６が検出され、これらのサイトカインによりGD3合成酵素遺伝子の発現が誘導されることも明らかになった。
さらに、メラノサイトにおいてdibutyryl cAMP (dcAMP) とIBMX(ホスホジエステラーゼ阻害剤)の存在下と非存在下で上記3つの糖鎖合成遺伝子の発現レベルに対する影響を検討したところ、dcAMP とIBMX非存在下でGD3合成酵素遺伝子の発現が顕著に増加した。この培養液にcAMPを添加するとGD3合成酵素遺伝子の発現は抑制された。また、メラノサイトの細胞内でcAMPを上昇させるホルモンであるα-MSHによってもGD3合成酵素遺伝子の発現は抑制された。これらの結果より、GD3合成酵素遺伝子の発現がcAMPを介するシグナル伝達経路により抑制されることが示唆された。
各種のメラノーマ細胞株についてもTNFα及びdcAMPによるGD3合成酵素遺伝子、GM2/GD2合成酵素遺伝子、GM1/GD1b合成酵素遺伝子の発現レベルの異同を検討したが、これらの遺伝子の発現レベルの変動は認められなかった。
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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
メラノサイトにおいて、GD3合成酵素遺伝子の発現がcAMPを介するシグナル伝達経路により抑制されることが明らかになった。一方、メラノーマ細胞株では、TNFα及びdcAMPによるGD3合成酵素遺伝子、GM2/GD2合成酵素遺伝子、GM1/GD1b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。これらの結果から、正常細胞のメラノサイトと癌化したメラノーマでは糖鎖合成酵素遺伝子の発現制御機構が異なると推察された。
しかし、各種のシグナル伝達分子阻害剤により、TNFα及びcAMPによるGD3合成酵素遺伝子発現制御のメカニズムを明らかにする予定であったが、現在、条件検討中で結論がでていない。
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| 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の添加及びcAMPの除去により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。そこで、１）メラノサイトにおいて、TNFα添加後及びcAMP除去後のGD3合成酵素遺伝子発現のTime course を検討する。２）各種のシグナル伝達分子阻害剤により、TNFα及びcAMPによるGD3合成酵素遺伝子発現に関与する分子を同定する。３）同定された分子について、メラノーマでの変異や活性化異常を検討する。（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。（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をメチル化や脱メチル化の阻害剤を用いて、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。
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| Causes of Carryover |
平成2７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、阻害剤によるシグナル伝達分子の同定実験では、予備実験に時間がかかり、予定よりも消耗品の購入が少額になった。平成2７年度の残金は次年度の研究を遂行するために使用する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度は、各種のシグナル伝達分子阻害剤により、TNFα及びcAMPによるGD3合成酵素遺伝子発現制御のメカニズムを明らかにする。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28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。
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[Journal Article] Ganglioside GD3 Enhances Invasiveness of Gliomas by Forming a Complex with Platelet-derived Growth Factor Receptor α and Yes Kinase.2015
Author(s)
Ohkawa Y, Momota H, Kato A, Hashimoto N, Tsuda Y, Kotani N, Honke K, Suzumura A, Furukawa K, Ohmi Y, Natsume A, Wakabayashi T, Furukawa K.
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Journal Title
J Biol Chem.
Volume: 290
Pages: 16043-16058
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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