正常上皮細胞とＲａｓ変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索

• 研究課題/領域番号: 14J02366
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 腫瘍生物学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 八子 優太 北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 細胞競合 / Ras変異細胞 / COX-2 / Ras / Apical Extrusion / SILAC / マイクロアレイ / ADAMDEC1 / apical extrusion / EDAC

研究実績の概要

我々の研究室ではRas変異細胞が正常上皮細胞より生じた際に、細胞競合の結果として変異細胞が細胞層から排除されることを明らかにした。一方で一部の変異細胞は細胞層に留まることより、変異細胞の排除を抑制するメカニズムの存在も考えられるが、その分子メカニズムに関してはほとんど明らかになっていない。そこで本研究では、変異細胞に隣接する正常細胞で特異的に発現増加し、変異細胞排除の促進／抑制を制御するタンパク質の同定および機能解析を行った。
遺伝子発現比較解析の結果、変異細胞に隣接する正常細胞で発現増加しているタンパク質としてCOX-2を同定した。本年度はこのCOX-2について解析を進めた。その結果、(1)正常細胞と変異細胞の混合培養条件下でプロスタグランジンE2生産が亢進すること、(2)プロスタグランジンE2の増加は隣接正常細胞において変異細胞側へのFilamin集積を抑制し、結果としてRas変異細胞の排除を抑制することを明らかにした。さらに、(3)変異細胞に隣接する細胞におけるCOX-2の発現抑制、あるいはプロスタグランジン合成阻害薬（NDAIDs）の添加によりプロスタグランジンE2の生産が抑制されること、および(4)その結果として変異細胞の排除が促進されることを明らかにした。これらの結果はCOX-2が変異細胞の周囲の正常細胞で発現上昇し、変異細胞排除を抑制する新たな細胞競合制御因子であることを示している。また、がんの超初期段階において新たに生じた変異細胞は、周囲の正常細胞に影響を及ぼすことで自身の排除を抑制する働きを持つことを示唆している。
本研究の結果を踏まえ、今後細胞競合モデルマウスを用い生体内での解析を進めることにより、超初期段階での変異細胞排除促進による新たながん治療法の開発が期待される。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Rab5-regulated endocytosis plays a crucial role in apical extrusion of transformed cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Saitoh, T. Maruyama, Y. Yako, M. Kajita, Y. Fujioka, Y. Ohba, N. Kasai, N. Sugama, S. Kon, S. Ishikawa, T. Hayashi, T. Yamazaki, M. Tada and Y. Fujita.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 114 号: 12
  • DOI: 10.1073/pnas.1602349114
  • NAID: 120006346108
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cell competition with normal epithelial cells promotes apical extrusion of transformed cells through metabolic changes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Kon, et al.
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 530-541
  • DOI: 10.1038/ncb3509
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] EphA2 Drives the Segregation of Ras-Transformed Epithelial Cells from Normal Neighbors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Porazinski,S., Navascues, J., Yako, Y., Hill, W., Jones, M.R., Maddison, R., Fujita, Y., and Hogan, C.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 5 号: 23 ページ: 3220-3229
  • DOI: 10.1016/j.cub.2016.09.037
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A role of the sphingosine-1-phosphate (S1P)- S1P receptor 2 pathway in Epithelial Defense Against Cancer (EDAC) (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, S., Yako, Y., Fujioka, Y., Kajita, M., Kameyama, T., Kon, S., Ishikawa, S., Ohba, Y., Ohno, Y., Kihara, A., and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 巻: 27（3） 号: 3 ページ: 491-499
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-03-0161
  • NAID: 120005740332
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] EPLIN is a crucial regulator for extrusion of RasV12-transformed cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohoka, A., Kajita, M., Ikenouchi, J., Yako, Y., Kitamoto, S., Kon, S., Ikegawa, M., Shimada, T., Ishikawa, S., and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 128 ページ: 781-789
  • DOI: 10.1242/jcs.163113
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Filamin acts as a key regulator in epithelial defence against transformed cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kajita M., Sugimura, K., Ohoka, A., Burden, J., Suganuma, H., Ikegawa, M., Shimada, T., Kitamura, T., Shindoh, M., Ishikawa, S., Yamamoto, S., Saitoh, S., Yako, Y., Takahashi, R., Okajima, T., Kikuta, J., Maijima, Y., Ishii, M., Tada, M., and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 4428-4428
  • DOI: 10.1038/ncomms5428
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 正常上皮細胞とRas変異細胞の相互作用におけるCOX-2の関与 (2017)
  • 著者名/発表者名: 八子優太
  • 学会等名: 第6回細胞競合コロキウム
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 八子優太
  • 学会等名: 第68回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-15
• [学会発表] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 八子優太、藤田恭之
  • 学会等名: 第5回細胞競合コロキウム
  • 発表場所: 定山渓ビューホテル（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-17
• [学会発表] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 八子優太、藤田恭之
  • 学会等名: 第2回六甲医学研究会
  • 発表場所: 六甲山ホテル（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] Search for Proteins that Specifically Function at the Boundary between Normal and RasV12-transformed Epithelial Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuta YAKO and Yasuyuki FUJITA
  • 学会等名: The 1st International Symposium of Cell Competition
  • 発表場所: 芝蘭会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-09-13
  • 国際学会
• [学会発表] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 八子優太、藤田恭之
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30
• [学会発表] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 八子優太、藤田恭之
  • 学会等名: 第１回細胞生物若手の会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-29
• [学会発表] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 八子優太、藤田恭之
  • 学会等名: 第4回細胞競合コロキウム
  • 発表場所: 定山渓ホテル（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-03-12 – 2015-03-14
• [学会発表] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 八子優太、藤田恭之
  • 学会等名: 新学術領域研究「細胞競合」 第二回領域会議
  • 発表場所: 門司港ホテル（福岡県北九州市）
  • 年月日: 2015-01-13 – 2015-01-14
• [学会発表] Search for proteins that specifically function at the boundary between normal and RasV12-transformed epithelial cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: 八子優太、藤田恭之
  • 学会等名: The 6th IGM research workshop
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-12-24
• [学会発表] 正常上皮細胞とRas変異細胞の境界で特異的に機能するタンパク質の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 八子優太、藤田恭之
  • 学会等名: 六甲医学研究会
  • 発表場所: 六甲山ホテル（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-08
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.igm.hokudai.ac.jp/oncology/index.html
• [備考] 新学術領域「細胞競合」
  • URL: http://cell-competition.com/