IGF-I受容体による放射線抵抗性シグナル伝達機構の解析

• Project/Area Number: 13218045
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 三浦 雅彦 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (10272600)
• Project Period (FY): 2001 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥37,600,000 (Direct Cost: ¥37,600,000); Fiscal Year 2004: ¥10,200,000 (Direct Cost: ¥10,200,000); Fiscal Year 2003: ¥10,200,000 (Direct Cost: ¥10,200,000); Fiscal Year 2002: ¥9,000,000 (Direct Cost: ¥9,000,000); Fiscal Year 2001: ¥8,200,000 (Direct Cost: ¥8,200,000)
• Keywords: IGF-I受容体 / ERK / トランスアクチベーション / EGF受容体 / 可溶型受容体 / 放射線感受性 / 生存シグナル / 放射線増感 / 放射線治療 / 放射線抵抗性 / シグナル伝達 / 分子標的 / PI3キナーゼ / MADキナーゼ / Mutational analysis / チロシンキナーゼ

Research Abstract

本研究は、I型インスリン様増殖因子受容体(IGF-IR)の放射線抵抗性シグナル伝達機構を解明し、IGF-IRが放射線増感のための標的分子となりうるかを検討するものである。これまでに実施したIGF-IR遺伝子ノックアウトマウス由来胎児線維芽細胞を用いた我々の研究から、IGF-IR/MEK/ERK経路が放射線抵抗性に特に重要であることがわかってきた。本年度は、ヒト腫瘍細胞において、この経路がどのような性質をもっているかについて研究を進めた。ヒト口腔癌細胞株(Ca9-22)は、EGFRを過剰発現する細胞であるが、IGF-IによりERKとAktが活性化された。EGFR特異的阻害剤であるAG1478によって、Aktは影響を受けないが、ERKはほぼ完全に抑制されることがわかった。さらに様々な方向からEGFRトランスアクチベーションの可能性を検討した所、全く起こらないことが判明し、しかしながらEGFRの基底レベルの活性は必要であった。次に、EGFRの下流経路においてEGFRの基底レベルの活性を必要とするキナーゼを調べると、Rasには不要でc-Rafに必要であることが判明した。これらの結果から、全く新しいIGF-IRとEGFRクロストーク機構が存在することがわかり、放射線増感戦略を構築する上でも、特異的阻害剤の使用が予想外のクロストークを介して意外な効果を及ぼす可能性について十分な注意を要すると考えられた。現在我々は、IGF-IRの機能を可溶型IGF-IRによって抑制するために、大腸菌および昆虫細胞に可溶型IGF-IRを発現、精製し、それをヌードマウス移植ヒト固形腫瘍に投与して、放射線との併用効果を調べている。

Research Products

• [Journal Article] Heat shock induces phosphorylation of histone H2AX in mammalian cells (2005)
  • Author(s): Kaneko et al.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun 328 Pages: 1101-1106
• [Journal Article] Evidence that basal activity, but not transactivation, of the EGFR tyrosine kinase is required for IGF-I-induced activation of ERK in oral carcinoma cells (2004)
  • Author(s): Kuribayashi et al.
  • Journal Title: Endocrinology 145 Pages: 4976-4984
• [Journal Article] Inhibition of the ERK pathway and the induction of radioresistance in rat 3Y1 cells (2004)
  • Author(s): Watanabe et al.
  • Journal Title: Int.J.Radiat.Biol. 80 Pages: 451-457
• [Journal Article] IGF-I receptor does not contribute to heat shock-induced activation of Akt and ERK in mouse embryo fibroblasts (2004)
  • Author(s): Kataoka et al.
  • Journal Title: J.Radiat.Res. 45 Pages: 141-144
• [Journal Article] Activation of the phosphatidyliositol-3' kinase pathway and DNA synthesis by a mutant IGF-I receptor lacking the NPXY motif (2004)
  • Author(s): Kataoka et al.
  • Journal Title: J.Endocrinol. 181 Pages: 139-146
• [Journal Article] Determination of depth of 50% maximum ionization, I_<50>, for electron beams by divided difference method (2004)
  • Author(s): Hoshina et al.
  • Journal Title: Med.Phys. 31 Pages: 2068-2074
• [Publications] Dong Yu: "Redundancy of radioresistant signaling pathways originating from insulin-Like growth factor I receptor"J.Biol.Chem.. 278. 6702-6709 (2003)
• [Publications] Dong Yu: "Roles of the insulin-like growth factor I receptor C-terminus in cellular radioresistance"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 311. 174-178 (2003)
• [Publications] Keiko Kataoka: "Insulin-like growth factor I receptor does not contribute to heat shock-Induced activation of Akt and ERK in mouse embryo fibroblasts"J.Radiat.Res.. (In press).
• [Publications] Keiko Kataoka: "Activation of the phosphatidylinositol-3 kinase pathway and DNA synthesis By a mutant IGF-I receptor lacking the NPXY motif."J.Endocrinol.. (In press).
• [Publications] Yu, D., Watanabe, H., Shibuya, H., Miura, M.: "Redundancy of radioresistant signaling pathways originating from insulin-like growth factor I receptor"J. Biol. Chem.. (印刷中).
• [Publications] Imoto, I et al.: "Expression of cIAP1, a target for 11q22 amplification, correlates with resistance of cervical cancers to radiotherapy"Cancer Res.. 62. 4860-4866 (2002)
• [Publications] Watanabe, H. et al.: "Insulin-like growth factor I receptor is expressed at normal level in Nijmegen breakage syndrome cells"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 296. 62-66 (2002)
• [Publications] Yu, D.et al.: "The phosphatidylinositol-3 kinase pathway is not essential for insulin-like growth factor I receptor-mediated clonogenic radioresistance"J. Radiat. Res.. 43. 325-329 (2002)
• [Publications] Tezuka, M. et al.: "Antiapoptotic activity is dispensable for IGF-I receptor-mediated clonogenic radioresistance after γ-irradiation"Clinical Cancer Research. 7. 3206-3214 (2001)
• [Publications] Miura, M. et al.: "Dynamic changes in subnuclear NP95 location during the cell cycle and its spatial relationship with DNA replication foci"Experimental Cell Research. 263. 202-208 (2001)