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がん微小環境の酸性化に対する細胞の応答機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20H03515
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分50010:腫瘍生物学関連
研究機関京都大学 (2022)
大阪大学 (2020-2021)

研究代表者

三木 裕明  京都大学, 工学研究科, 教授 (80302602)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードがん / リソソーム / 酸性環境
研究開始時の研究の概要

体内のpHは通常7.4前後に維持されているが、がん細胞が増殖してがん組織が大きく広がると共にその周辺組織は酸性化してゆく。酸性環境は細胞増殖を妨げるなど、通常の細胞にとって害を及ぼすものだが、悪性化したがん細胞はその中でも増殖を続けてゆく。私たちはこのがん細胞の特性とも言える酸性環境適応に関わる遺伝子を見つけており、この研究ではその具体的な機能メカニズムを明らかにしてゆく。

研究成果の概要

本研究ではがん悪性化因子PRLの高発現によって引き起こされる酸性環境適応に関して解析を進めた。PRLを高発現する細胞ではリソソームが細胞膜と融合するlysosomal exocytosisが活発に起こっており、細胞外へプロトンを放出することで、酸性環境下でも細胞内pHを通常近くに維持していることが分かった。また、特定のシグナル伝達がlysosomal exocytosisを活発化していることを見つけた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

悪性化したがん組織が酸性化していることは古くから知られてきたが、がん細胞の応答機構は長らく不明だった。本研究では、がん細胞がリソソームの膜動態を調節することで積極的にプロトンを排出して、酸性環境に適応してゆく仕組みを新たに発見することができた。がん悪性化の本態をその周辺環境との関わりの中で理解し、また、がんの人為的コントロールに道を開く重要な研究成果と評価できる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 5件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 1件、 招待講演 11件)

  • [国際共同研究] Fudan University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] PRL stimulates mitotic errors by suppressing kinetochore-localized activation of AMPK during mitosis2022

    • 著者名/発表者名
      Ryu Kajung、Yoshida Atsushi、Funato Yosuke、Yamazaki Daisuke、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Cell Structure and Function

      巻: 47 号: 2 ページ: 75-87

    • DOI

      10.1247/csf.22034

    • ISSN
      0386-7196, 1347-3700
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phosphatase‐independent role of phosphatase of regenerating liver in cancer progression2022

    • 著者名/発表者名
      Funato Yosuke、Hashizume Osamu、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 114 号: 1 ページ: 25-33

    • DOI

      10.1111/cas.15625

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel role for PRL in regulating epithelial cell density by inducing apoptosis at confluence2022

    • 著者名/発表者名
      Lohani Sweksha、Funato Yosuke、Akieda Yuki、Mizutani Kiyohito、Takai Yoshimi、Ishitani Tohru、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 135 号: 2 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1242/jcs.258550

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The emerging roles and therapeutic potential of cyclin M/CorC family of Mg2+ transporters2022

    • 著者名/発表者名
      Funato Yosuke、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 148 号: 1 ページ: 14-18

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2021.09.004

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gut bacteria identified in colorectal cancer patients promote tumourigenesis via butyrate secretion2021

    • 著者名/発表者名
      Okumura Shintaro、Konishi Yusuke、Narukawa Megumi、Sugiura Yuki、Yoshimoto Shin、Arai Yuriko、Sato Shintaro、Yoshida Yasuo、Tsuji Shunya、Uemura Ken、Wakita Masahiro、Matsudaira Tatsuyuki、Matsumoto Tomonori、Kawamoto Shimpei、Takahashi Akiko、Itatani Yoshiro、Miki Hiroaki ら
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 5674-5674

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25965-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Importance of the renal ion channel TRPM6 in the circadian secretion of renin to raise blood pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Funato Yosuke、Yamazaki Daisuke、Okuzaki Daisuke、Yamamoto Nobuhiko、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 3683-3683

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24063-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification and mechanistic analysis of an inhibitor of the CorC Mg2+ transporter2021

    • 著者名/発表者名
      Huang Yichen、Mu Kaijie、Teng Xinyu、Zhao Yimeng、Funato Yosuke、Miki Hiroaki、Zhu Weiliang、Xu Zhijian、Hattori Motoyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 4 ページ: 102370-102370

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102370

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      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of adenomatous polyposis coli in proliferation and differentiation of colon epithelial cells in organoid culture2021

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Daisuke、Hashizume Osamu、Taniguchi Shiho、Funato Yosuke、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 3980-3980

    • DOI

      10.1038/s41598-021-83590-6

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      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis for the Mg2+ recognition and regulation of the CorC Mg2+ transporter2021

    • 著者名/発表者名
      Huang Yichen、Jin Fei、Funato Yosuke、Xu Zhijian、Zhu Weiliang、Wang Jing、Sun Minxuan、Zhao Yimeng、Yu Ye、Miki Hiroaki、Hattori Motoyuki
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 7

    • DOI

      10.1126/sciadv.abe6140

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphatase, pseudo-phosphatase, or both? Understanding PRL oncogenicity2020

    • 著者名/発表者名
      Gehring Kalle、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      British Journal of Cancer

      巻: 124 号: 6 ページ: 1035-1036

    • DOI

      10.1038/s41416-020-01194-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Oncogenic PRL Protein Causes Acid Addiction of Cells by Stimulating Lysosomal Exocytosis.2020

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Funato, Atsushi Yoshida, Yusuke Hirata, Osamu Hashizume, Daisuke Yamazaki, Hiroaki Miki
    • 雑誌名

      Developmental cell

      巻: 55 号: 4 ページ: 387-397

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2020.08.009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnesium efflux from Drosophila Kenyon cells is critical for normal and diet-enhanced long-term memory2020

    • 著者名/発表者名
      Wu Yanying、Funato Yosuke、Meschi Eleonora、Jovanoski Kristijan D、Miki Hiroaki、Waddell Scott
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9

    • DOI

      10.7554/elife.61339

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] PRL3 pseudophosphatase activity is necessary and sufficient to promote metastatic growth2020

    • 著者名/発表者名
      Kozlov Guennadi、Funato Yosuke、Chen Yu Seby、Zhang Zhidian、Illes Katalin、Miki Hiroaki、Gehring Kalle
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 号: 33 ページ: 11682-11692

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.014464

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Excessive Mg 2+ Impairs Intestinal Homeostasis by Enhanced Production of Adenosine Triphosphate and Reactive Oxygen Species2020

    • 著者名/発表者名
      Osamu Hashizume , Yosuke Funato , Daisuke Yamazaki, Hiroaki Miki
    • 雑誌名

      Antioxid Redox Signal .

      巻: - 号: 1 ページ: 20-34

    • DOI

      10.1089/ars.2019.7951

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] p18/Lamtor1-mTORC1 Signaling Controls Development of Mucin-producing Goblet Cells in the Intestine2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Shizuka、Nada Shigeyuki、Yamazaki Daisuke、Kimura Tetsuya、Kajiwara Kentaro、Miki Hiroaki、Okada Masato
    • 雑誌名

      Cell Structure and Function

      巻: 45 号: 2 ページ: 93-105

    • DOI

      10.1247/csf.20018

    • NAID

      130007871371

    • ISSN
      0386-7196, 1347-3700
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stress-responsive MTK1 SAPKKK serves as a redox sensor that mediates delayed and sustained activation of SAPKs by oxidative stress2020

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Moe、Nakamura Takanori、Moriizumi Hisashi、Miki Hiroaki、Takekawa Mutsuhiro
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 号: 26 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1126/sciadv.aay9778

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マグネシウム調節の分子病態生化学2023

    • 著者名/発表者名
      三木 裕明
    • 学会等名
      SBCセミナー
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      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 活性硫黄の化学修飾による発がん因子PRLの機能制御2022

    • 著者名/発表者名
      三木 裕明、船戸 洋佑
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of oncogenic protein PRL by diverse chemical modifications of its active cysteine2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Miki, Yosuke Funato
    • 学会等名
      Redox Week in Sendai 2022
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      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mg2+トランスポーターCNNMの生物学的重要性と治療標的としての可能性2022

    • 著者名/発表者名
      船戸洋佑、橋爪脩、山崎大輔、三木裕明
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Maintenance of magnesium homeostasis by CNNM and various diseases caused by its disruption2022

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Funato, Osamu Hashizume, Daisuke Yamazaki, Hiroaki Miki
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 発がん因子PRLの活性中心システイン硫黄原子の化学修飾による機能制御2022

    • 著者名/発表者名
      三木 裕明、船戸 洋佑
    • 学会等名
      レドックスR&D戦略委員会 春のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel role of PRL in regulating epithelial cell density by inducing apoptosis at confluence2021

    • 著者名/発表者名
      Sweksha Lohani, 船戸 洋佑, 龝枝 佑紀, 石谷 太, 三木 裕明
    • 学会等名
      生理研研究会『上皮膜輸送の多様性・調和機構を基盤とする異分野融合研究の創出』
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      2021 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞の酸性環境適応機構「acid addiction」の分子メカニズム解析2021

    • 著者名/発表者名
      船戸洋佑、本田茉子、山崎大輔、三木裕明
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸がん浸潤・転移に関与するがん細胞の探索2021

    • 著者名/発表者名
      山崎 大輔、三木 裕明
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 実績報告書
  • [学会発表] cnnm変異により線虫のボディサイズが縮小する仕組みの解析2021

    • 著者名/発表者名
      橋爪 脩、川邊 智史、船戸 洋佑、三木 裕明
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CNNMによるマグネシウムの輸送とその医学生物学的重要性2020

    • 著者名/発表者名
      船戸 洋佑, 橋爪 脩, 吉田 篤, 山崎 大輔, 三木 裕明
    • 学会等名
      生理研研究会『上皮膜輸送の多様性・調和機構を基盤とする異分野融合研究の創出』
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      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がん細胞の酸性環境への新規適応機構「acid addiction」の発見2020

    • 著者名/発表者名
      船戸 洋佑, 橋爪 脩, 吉田 篤, 本田 茉子, 山崎 大輔, 三木 裕明
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 活性システインのリン酸化による細胞機能制御2020

    • 著者名/発表者名
      三木 裕明, 船戸 洋佑, 山崎 大輔
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アポトーシスを誘導することで上皮細胞密度を決定する2020

    • 著者名/発表者名
      ロハニ スウェクサ, 船戸 洋佑, 三木 裕明
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 標的既知化合物スクリーニングによる酸性環境適応におけるTGF-β経路の重要性の解明2020

    • 著者名/発表者名
      本田 茉子, 船戸 洋佑, 三木 裕明
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] オルガノイド培養を用いた大腸上皮細胞の増殖および分化におけるAPCの役割の解析2020

    • 著者名/発表者名
      山崎 大輔, 橋爪 修, 谷口 詩歩, 船戸 洋祐, 三木 裕明
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] がんの悪性化と酸性環境適応の分子機構2020

    • 著者名/発表者名
      三木 裕明
    • 学会等名
      第71回日本電気泳動学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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