脱ユビキチン化酵素ＵＳＰ９Ｘによるインスリン受容体基質量制御とがん悪性化の新機構

• 研究課題/領域番号: 15J10937
• 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: 細胞生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 古田 遥佳 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: IGF-I / IRS-2 / MMP-9 / USP9X / Erk1/2 / ユビキチン化リジン残基 / Alpha-Screen / 脱ユビキチン化 / 足場非依存性増殖能 / ユビキチン化サイト

研究実績の概要

これまでの研究から、私は、ヒト前立腺がん細胞株PC3において、USP9XはIRS-2の高発現を維持することによってIGFシグナル下流のErk1/2経路の活性化を維持していることを明らかとしてきた。しかし、IRS-2の高発現がどのような機構でErk1/2経路の活性化を維持するのかについては不明であった。
昨年度の研究から、IRS-2を高発現するPC3細胞はIGF-Iの活性発現に必要な何らかの液性因子を培地中に分泌しており、それがErk1/2経路の活性化に不可欠であることが明らかとなった。そこで本年度は、この液性因子の同定を行い、同定した液性因子の機能解析およびIRS-2による液性因子の分泌/産生制御機構の解明を行った。
今年度の成果より、①IRS-2を発現抑制したPC3細胞で、量変動するIGFシグナル関連タンパク質を探索した結果、IRS-2の発現抑制に伴い、培養上清中のマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）-9が著減することがわかった、②PC3細胞のMMP-9を発現抑制すると、IRS-2の発現抑制した際と同様にErk1/2のリン酸化は顕著に低下し、同時に、DNA合成が顕著に抑制されることがわかった、③PC3細胞のIRS-2を発現抑制すると、MMP-9のmRNA量が減少し、MMP-9タンパク質が細胞辺縁部に凝集することが明らかとなった。以上の結果を併せ、IRS-2はIGFシグナル仲介分子としてだけでなく、MMP-9の産生・分泌の制御を介してErk1/2の恒常的なリン酸化を引き起こすという新しい機能を持つことが初めて明らかとなった。一連の研究から、がん細胞の形質維持における、USP9XによるIRS-2の高発現維持の重要性が示された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元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] IRS-2 deubiquitination by USP9X maintains anchorage-independent cell growth via Erk1/2 activation in prostate carcinoma cell line. (2018)
  • 著者名/発表者名: Furuta Haruka, Yoshihara Hidehito, Fukushima Toshiaki, Yoneyama Yosuke, Ito Akihiro, Worrall Claire, Girnita Ada, Girnita Leonard, Yoshida Minoru, Asano Tomoichiro, Komada Masayuki, Kataoka Naoyuki, Chida Kazuhiro, Hakuno Fumihiko, Takahashi Shin-Ichiro
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9(74) 号: 74 ページ: 33871-33883
  • DOI: 10.18632/oncotarget.26049
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 前立腺がん細胞においてIRS-2の高発現によりMMP-9の産生が亢進しIGF-I/Eｒｋ１1/2依存的な細胞増殖が誘導される (2019)
  • 著者名/発表者名: 古田遥佳、片岡直行、伯野史彦、高橋伸一郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会