腫瘍細胞内のチロシンキナーゼ活性化部位の同定とそれに基づく創薬基盤の開発

• 研究課題/領域番号: 16H05419
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 消化器外科学
• 研究機関: 国立研究開発法人国立がん研究センター
• 研究代表者: 西田 俊朗 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 病院長 (40263264)
• 研究分担者: 小幡 裕希 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (20609408) ; 黒川 量雄 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 専任研究員 (40333504) ; 眞鍋 史乃 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (60300901) ; 安永 正浩 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, ユニット長 (80450576)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2016年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: GIST / Kit / 分子標的薬 / イマチニブ / 細胞内分布 / 消化管間質細胞腫 / Kitチロシンキナーゼ / ゴルジ体 / 細胞内イメージング / Drug-Delivery System / 薬物動態 / 消化管間質腫瘍 / 分子標的治療薬 / 標的治療薬 / 薬剤耐性 / チロシンキナーゼ / DDS / KIT / 分子標的治療

研究成果の概要

GISTの主な原因であるKITチロシンキナーゼの活性化変異体がゴルジ体に局在し、増殖シグナル発信していることを明らかにした。ゴルジ体に集積したKITは、小胞体で新規合成され初期分泌を受けたもので、ゴルジ停留は自身のキナーゼ活性に依存することを明らかにした。一方、KIT阻害剤イマチニブの細胞内分布は、イマチニブに蛍光分子を付加したライブイメージングでは、大部分のイマチニブは二次リソソームに集積していた。詳細な解析から、イマチニブはリソソーム膜へ集積していた。イマチニブ抗体による免疫染色でも同様の結果を得た。
以上より、標的～阻害剤の細胞内分布の点からは、分子標的薬の改善点の余地が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

GISTの原因であるKIT遺伝子変異に伴うKITキナーゼ変異体がゴルジに集積し、ゴルジでのみ自己活性化し、増殖シグナルを出しており、新規に合成された（変異）KITのER⇒ゴルジ体の輸送を阻害することで、イマチニブ感受性株も耐性株も増殖抑制され、細胞死に至る発見は、分子標的薬に耐性になったドライバー遺伝子変異をもつがん腫治療に新しい方法論の道筋を示した。同時に、自己活性化した変異KITと阻害剤イマチニブが、細胞内で不均等分布を示すことは、ドライバー遺伝子変異に対し開発された、或いは、開発段階にある標的治療薬の細胞内分布の重要性を示唆するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Defining Tumor Rupture in Gastrointestinal Stromal Tumor. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishida T, Holmebakk T, Raut CP, Rutkowski P.
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol. 巻: - 号: 6 ページ: 1669-1675
  • DOI: 10.1245/s10434-019-07297-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Large-Scale, Prospective Observational Study of Regorafenib in Japanese Patients with Metastatic Colorectal Cancer in a Real-World Clinical Setting. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi K, Komatsu Y, Satoh T, Uetake H, Yoshino T, Nishida T, Yamazaki N, Takikawa H, Morimoto T, Chosa M, Sunaya T, Hamada Y, Muro K, Sugihara K.
  • 雑誌名: Oncologist 巻: - 号: 7 ページ: 450-457
  • DOI: 10.1634/theoncologist.2018-0377
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Visualization of secretory cargo transport within the Golgi apparatus (2019)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa K, Osakada H, Kojidani T, Waga M, Suda Y, Asakawa H, Haraguchi T, Nakano A.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: - 号: 5 ページ: 1602-1618
  • DOI: 10.1083/jcb.201807194
  • NAID: 120007133506
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diagnosis and Features of Ruptured GISTs in Clinical Practice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishida T.
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol. 巻: 25 号: S3 ページ: 922-923
  • DOI: 10.1245/s10434-018-7026-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Roles of Designated Core Hospitals and Cooperative Hospitals for Cancer Genomic Medicine in Japan. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishida T.
  • 雑誌名: Gan To Kagaku Ryoho 巻: 45 ページ: 1223-1227
• [雑誌論文] Clinicopathological features and prognosis of primary GISTs with tumor rupture in the real world. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishida T, Cho H, Hirota S, Masuzawa T, Chiguchi G, Tsujinaka T, Kinki GIST Study Group
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol. 巻: 25 号: 7 ページ: 1961-1969
  • DOI: 10.1245/s10434-018-6505-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SOCS1 gene therapy has antitumor effects in imatinib-resistant gastrointestinal stromal tumor cells through FAK/PI3K signaling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugase T, Takahashi T, Serada S, Fujimoto M, Ohkawara T, Hiramatsu K, Nishida T, Hirota S, Saito Y, Tanaka K, Miyazaki Y, Makino T, Kurokawa Y, Yamasaki M, Nakajima K, Hanasaki K, Kishimoto T, Mori M, Doki Y, Naka T.
  • 雑誌名: Gastric Cancer. 巻: epub 号: 6 ページ: 968-976
  • DOI: 10.1007/s10120-018-0822-1
  • NAID: 40021694606
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The ER exit sites are specialized ER zones for the transport of cargo proteins from the ER to the Golgi apparatus (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa Kazuo、Nakano Akihiko
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 165 号: 2 ページ: 109-114
  • DOI: 10.1093/jb/mvy080
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mass spectrometry imaging for early discovery and development of cancer drugs. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasunaga M, Manabe S, Furuta M, Ogata K, Koga Y, Takashima H, Nishida T, Matsumura Y.
  • 雑誌名: AIMS Med Sci. 巻: 5 号: 2 ページ: 162-180
  • DOI: 10.3934/medsci.2018.2.162
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 小胞体からゴルジ体へのタンパク質選別輸送 (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒川量雄
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 69 ページ: 532-535
• [雑誌論文] 小胞体からゴルジ体への分子輸送機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒川量雄、中野明彦
  • 雑誌名: 細胞 巻: 50 ページ: 420-423
• [雑誌論文] Oncogenic Kit signalling on the Golgi is suppressed by blocking secretory trafficking with M-COPA in gastrointestinal stromal tumours. (2018)
  • 著者名/発表者名: Obata Y, Horikawa K, Shiina I, Takahashi T, Murata T, Tasaki Y, Suzuki K, Yonekura K, Esumi H, Nishida T, Abe R
  • 雑誌名: Cancer Lett. 巻: 415 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2017.11.032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Downregulation of miR-186 is associated with metastatic recurrence of gastrointestinal stromal tumors. (2017)
  • 著者名/発表者名: Niinuma T, Kai M, Kitajima H, Yamamoto E, Harada T, Maruyama R, Nobuoka T, Kanda T, Hasegawa T, Tokino T, Sugai T, Shimomura Y, Nakase H, Suzuki H
  • 雑誌名: Oncology Letters 巻: 14 ページ: 5703-5710
  • DOI: 10.3892/ol.2017.6911
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MiR-199a Inhibits Secondary Envelopment of Herpes Simplex Virus-1 Through the Downregulation of Cdc42-specific GTPase Activating Protein Localized in Golgi Apparatus (2017)
  • 著者名/発表者名: 2.Kobayashi, K., Suemasa, F., Sagara, H., Nakamura, S., Ino, Y., Kobayashi, K., Hiramatsu, H., Haraguchi, T., Kurokawa, K., Todo, T., Nakano, A., and Iba, H.
  • 雑誌名: Scientific Reports, 巻: 7 号: 1 ページ: 6650-6650
  • DOI: 10.1038/s41598-017-06754-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] M-COPA suppresses endolysosomal Kit-Akt oncogenic signalling through inhibiting the secretory pathway in neoplastic mast cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Hara, Y., Obata, Y., Horikawa, K., Tasaki, Y., Suzuki, K., Murata, T., Shiina, I. & Abe, R.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: - 号: 4 ページ: e0175514-e0175514
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0175514
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genomic and transcriptomic analysis of imatinib resistance in gastrointestinal stromal tumors. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi T, Elzawahry A, Mimaki S, Furukawa E, Nakatsuka R, Nakamura H, Nishigaki T, Serada S, Naka T, Hirota S, Shibata T, Tsuchihara K, Nishida T, Kato M.
  • 雑誌名: Genes Chromosomes Cancer. 巻: 56 号: 4 ページ: 303-313
  • DOI: 10.1002/gcc.22438
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Appropriate Follow-Up Strategies for Gastrointestinal Stromal Tumor Patients Based on the Analysis of Recurrent Interval and Patterns. (2017)
  • 著者名/発表者名: Wada N, Takahashi T, Kurokawa Y, Nakajima K, Masuzawa T, Nakatsuka R, Kawada J, Nishida T, Kimura Y, Tanaka K, Miyazaki Y, Makino T, Yamasaki M, Takiguchi S, Mori M, Doki Y.
  • 雑誌名: Digestion 巻: 95 号: 2 ページ: 115-121
  • DOI: 10.1159/000452656
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asian Consensus Guidelines for the Diagnosis and Management of Gastrointestinal Stromal Tumor. (2016)
  • 著者名/発表者名: Koo DH, Ryu MH, Kim KM, Yang HK, Sawaki A, Hirota S, Zheng J, Zhang B, Tzen CY, Yeh CN, Nishida T, Shen L, Chen LT, Kang YK.
  • 雑誌名: Cancer Res Treat 巻: 48 号: 4 ページ: 1155-1166
  • DOI: 10.4143/crt.2016.187
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gastrointestinal stromal tumors in Japanese patients with neurofibromatosis type I. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishida T, Tsujimoto M, Takahashi T, Hirota S, Blay J-V, Wataya-Kaneda M.
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: s00535 号: 6 ページ: 1132-6
  • DOI: 10.1007/s00535-015-1132-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 変異型Kitチロシンキナーゼのゴルジ体への異常局在とそこから発信される増殖シグナル ~ GIST・急性骨髄性白血病におけるオルガネラ シグナル ~ (2019)
  • 著者名/発表者名: 小幡裕希, 原 泰志, 椎名 勇, 村田貴嗣, 津川 翔, 山脇康平, 高橋 剛, 岡本康司, 西田俊朗, 安部 良
  • 学会等名: 第71回 日本細胞生物学会大会 (日本蛋白質科学会合同大会)
• [学会発表] 小胞体における積荷タンパク質選別輸送ゾーンの解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒川量雄, Manuel Muniz, 中野明彦
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム
• [学会発表] Visualization of GPI-anchored proteins sorting in the ER (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa K, Ikeda A, Funato K, Muniz M, Nakano A.
  • 学会等名: 第70回 日本細胞生物学会・日本発生生物学会合同大会
• [学会発表] 小胞体における積荷タンパク質選別機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒川量雄, Manuel Muniz, 中野明彦
  • 学会等名: 第91回 日本生化学会大会
• [学会発表] 出芽酵母をモデルとした4Dイメージングで迫る真核生物の膜交通 (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒川量雄
  • 学会等名: 酵母細胞研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Clinicopathological features of wild-type GISTs based on multiple-gene panel analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshirou Nishida, Yoichi Naito, Yoshitaka Honma, Tsuyoshi Takahashi, Takuro Saito, Hitoshi Ichikawa
  • 学会等名: ESMO Asia
  • 国際学会
• [学会発表] International Collaboration in Cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshirou Nishida
  • 学会等名: Seoul International Cancer Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Wide field video-rate two-photon imaging by using spinning disk beam scanner (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Maeda、Kazuo Kurokawa、Yoko Ito、Akihiko Nakano、Satsoshi Wada
  • 学会等名: SPIE Photonics West BiOS 2018
• [学会発表] New Interventions in GIST (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshirou Nishida
  • 学会等名: 12th International Gastric Cancer Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マスト細胞白血病・GISTを無限増殖に導くKitチロシンキナーゼのがんシグナルは細胞膜ではなくオルガネラから発信される. (2017)
  • 著者名/発表者名: 小幡裕希, 堀川啓太, 原 泰志, 椎名 勇, 江角浩安, 西田俊朗, 安部 良
  • 学会等名: 第69回 日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 4D Imaging of Cargo Delivery in Maturating Golgi Cisternae in S. cerevisiae. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kurokawa
  • 学会等名: Molecular Membrane Biology. Gordon Research Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Registry and Biobank for Rare Cancer in Japan:Gastrointestinal Stromal Tumor,Sarcoma and Neuroendocrine Tumor (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshirou Nishida
  • 学会等名: 2nd Taiwan-Japan AROworkshop
  • 発表場所: Taipei（台湾）
  • 年月日: 2016-05-27
• [学会発表] Laparoscopic resection for SET near pyloric ring or GEJ (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshirou Nishida
  • 学会等名: KINGCA WEEK 2016
  • 発表場所: ソウル（韓国）
  • 年月日: 2016-04-21
  • 国際学会 / 招待講演