lncRNA-RBP複合体によるユビキチン-プロテアソーム制御機構

• 研究課題/領域番号: 21H02758
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 谷上 賢瑞 東京大学, アイソトープ総合センター, 特任准教授 (90648627)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2021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: TP53 / lncRNA / ユビキチン-プロテアソーム / SART3 / USP15 / lncRNA SAN / 構造体

研究開始時の研究の概要

lncRNAが発生や癌化などの重要な生命現象に関与していることが明らかとなってきた。我々は、新規lncRNA及びその結合タンパク質が構成する複合体が、癌の腫瘍形成能を制御することを明らかにした。本研究課題では当該lncRNA-タンパク質複合体が制御する分子機構を明らかにし、癌細胞が有する腫瘍形成能維持機構を解明することを目的とする。

研究実績の概要

タンパクをコードしないRNAのうち、200塩基以上のRNAを長鎖ノンコーディングRNA (lncRNA) と総称する。lncRNAが発生や幹細胞性の維持、癌化のような重要な生命現象に関わっていることが明らかとなってきた。しかし、癌の腫瘍形成能における役割は未だ不明な部分が多い。申請者は、lncRNA ZNNT1が大腸癌組織で高発現しており、発現を抑制するとp53タンパク質が安定化してp53依存的に腫瘍形成能が減少することを見出した。また、質量分析によって、ZNNT1にRNA認識モチーフ (RNA recognition motif; RRM) を有するRNA結合タンパク質SART3が特異的に結合することを明らかにした。p53タンパク質量はユビキチン-プロテアソームにより、厳密に制御されていることが知られている。またp53は、様々な癌において、複数のホットスポットに変異を獲得することが知られている。本研究課題ではlncRNAによるユビキチン-プロテアソーム機構を介したp53制御機構を明らかにし、lncRNAが有するp53依存的な腫瘍形成能維持機構を解明することを目的とした。申請者は、lncRNA ZNNT1 - SART3複合体に、脱ユビキチン化酵素USP15が結合することを見出している。本年は、大腸癌細胞においてUSP15の発現抑制により、ZNNT1の発現抑制による大腸癌細胞の増殖抑制が緩和されることを明らかにした。また、SART3は核内に構造体を形成し、変異型p53タンパク質は核に凝集することを見出した。これらの結果より、大腸癌細胞では、ZNNT1が脱ユビキチン化機構を制御することにより、p53タンパク質を介した腫瘍形成能を獲得している可能性を見出した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

lncRNA ZNNT1によるSART3 - USP15複合体を介したp53タンパク質の安定化機構と大腸癌腫瘍形成能への関与を明らかにすることが出来た。現在は論文リバイズ中であり、本年度は順調に研究が進展したと判断している。

今後の研究の推進方策

本年度まで進めてきた研究を、引き続き実施する。現在、論文のリバイズ中であり、レビューコメントに適宜対応していく。主にユビキチン化機構やプロテアソーム複合体とp53との関連や、p53変異獲得による機能変化の解明を中心に解析を進める。

研究成果

• [国際共同研究] Massachusetts General Hospital(米国)
• [国際共同研究] Aarhus University(デンマーク)
• [雑誌論文] Multiplex Digital PCR Assay to Detect Multiple KRAS and GNAS Mutations Associated with Pancreatic Carcinogenesis from Minimal Specimen Amounts (2023)
  • 著者名/発表者名: Maeda Chiho、Ono Yusuke、Hayashi Akihiro、Takahashi Kenji、Taniue Kenzui、Kakisaka Rika、Mori Miyuki、Ishii Takahiro、Sato Hiroki、Okada Tetsuhiro、Kawabata Hidemasa、Goto Takuma、Tamamura Nobue、Omori Yuko、Takahashi Kuniyuki、Katanuma Akio、Karasaki Hidenori、Liss Andrew Scott、Mizukami Yusuke
  • 雑誌名: The Journal of Molecular Diagnostics 巻: 23 号: 6 ページ: 1525-1578
  • DOI: 10.1016/j.jmoldx.2023.02.007
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mutant GNAS limits tumor aggressiveness in established pancreatic cancer via antagonizing the KRAS-pathway (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawabata Hidemasa、Ono Yusuke、Tamamura Nobue、Oyama Kyohei、Ueda Jun、Sato Hiroki、Takahashi Kenji、Taniue Kenzui、Okada Tetsuhiro、Fujibayashi Syugo、Hayashi Akihiro、ほか
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 57 号: 3 ページ: 208-220
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01846-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] RNA Exosome Component EXOSC4 Amplified in Multiple Cancer Types Is Required for the Cancer Cell Survival (2022)
  • 著者名/発表者名: Taniue Kenzui、Tanu Tanzina、Shimoura Yuki、Mitsutomi Shuhei、Han Han、Kakisaka Rika、Ono Yusuke、Tamamura Nobue、Takahashi Kenji、Wada Youichiro、Mizukami Yusuke、Akimitsu Nobuyoshi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 1 ページ: 496-496
  • DOI: 10.3390/ijms23010496
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Predictors of Long-Term Survival in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma after Pancreatectomy: TP53 and SMAD4 Mutation Scoring in Combination with CA19-9 (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono M, Ono Y, Nakamura T, Tsuchikawa T, Kuraya T, Kuwabara S, Nakanishi Y, Asano T, Matsui A, Tanaka K, Ebihara Y, Kurashima Y, Noji T, Murakami S, Shichinohe T, Mitsuhashi T, Omori Y, Furukawa T, Taniue K, Suzuki M, Sugitani A, Karasaki H, Mizukami Y, Hirano S.
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: 29 号: 8 ページ: 5007-5019
  • DOI: 10.1245/s10434-022-11630-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] hnRNPH1-MTR4 complex-mediated regulation of <i>NEAT1v2</i> stability is critical for <i>IL8</i> expression (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanu Tanzina、Taniue Kenzui、Imamura Katsutoshi、Onoguchi-Mizutani Rena、Han Han、Jensen Torben Heick、Akimitsu Nobuyoshi
  • 雑誌名: RNA Biology 巻: 18 号: sup1 ページ: 537-547
  • DOI: 10.1080/15476286.2021.1971439
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pan-cancer methylome analysis for cancer diagnosis and classification of cancer cell of origin. (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimizu D, Taniue K, Matsui Y, Haeno H, Araki H, Miura F, Fukunaga M, Shiraishi K, Miyamoto Y, Tsukamoto S, Komine A, Kobayashi Y, Kitagawa A, Yoshikawa Y, Sato K, Saito T, Ito S, Masuda T, Niida A, Suzuki M, Baba H, Ito T, Akimitsu N, Kodera Y, Mimori K.
  • 雑誌名: Cancer Gene Ther. 巻: Epub 号: 5 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1038/s41417-021-00401-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long Non-Coding RNAs in Epithelial-Mesenchymal Transition of Pancreatic Cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Kenji、Taniue Kenzui、Ono Yusuke、Fujiya Mikihiro、Mizukami Yusuke、Okumura Toshikatsu
  • 雑誌名: Frontiers in Molecular Biosciences 巻: 8 ページ: 717890-717890
  • DOI: 10.3389/fmolb.2021.717890
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] RNA品質管理機構の脱制御による異常RNA産生 (2023)
  • 著者名/発表者名: 谷上 賢瑞
  • 学会等名: 2022年度「先進ゲノム支援」拡大班会議 (口頭発表)
• [学会発表] RNA品質管理機構の脱制御による異常RNA産生 (2023)
  • 著者名/発表者名: Kenzui Taniue
  • 学会等名: 「先進ゲノム支援」2022年度拡大班会議 (ポスター発表)
• [学会発表] TP53, SMAD4 と CA19-9 を併用した膵癌長期予後予測因子の新たな可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 岡崎 遼, 中村 透, 小野 裕介, 土川 貴裕, 桑原 尚太, 前田 知歩, 古川 徹, 谷上 賢瑞, 水上 裕輔, 平野 聡
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会 (口頭発表)
• [学会発表] GNAS 変異は KRAS 経路に拮抗することにより、膵癌の悪性度を抑える (2022)
  • 著者名/発表者名: 河端 秀賢, 小野 裕介, 高橋 賢治, 谷上 賢瑞, 唐崎 秀則, 水上裕輔
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会 (口頭発表)
• [学会発表] UHRF1-KAT7-mediated regulation of histone methylation/acetylation is critical for the proliferation of colon cancer cells (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷上 賢瑞
  • 学会等名: 第95回日本生化学大会 (口頭発表)
• [学会発表] The mechanisms of colorectal cancer cell progression by UHRF1-KAT7-mediated regulation of histone methylation/acetylation (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷上 賢瑞
  • 学会等名: 第46回日本分子生物学会 (口頭発表)
• [学会発表] Tumor-suppressive effect of mutant GNAS through the restriction of tumor aggressiveness in established pancreatic cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Hidemasa Kawabata, Yusuke Ono, Nobue Tamamura, Hiroki Sato, Kenji Takahashi, Kenzui Taniue, Tetsuhiro Okada, Syugo Fujibayashi, Akihiro Hayashi, Takuma Goto, Hiroaki Konishi, Mikihiro Fujiya, Hidenori Karasaki, Andrew S. Liss, Yusuke Mizukami, Toshikatsu Okumura
  • 学会等名: DDW2022/AGA2022 (Poster)
  • 国際学会
• [学会発表] A role for a methyltransferase in regulating lipid droplets (2022)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Mitsutomi, Kenzui Taniue, Nobuyoshi Akimitsu
  • 学会等名: 第21回東京大学生命科学シンポジウム (ポスター発表)
• [学会発表] TP53, SMAD4 と CA19-9 を併用した膵癌長期予後予測因子の新たな可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: Ryo Okazaki, Toru Nakamura, Yusuke Ono, Takahiro Tsuchikawa, Shota Kuwabara, Chiho Maeda, Toru Hurukawa, Kenzui Taniue, Yusuke Mizukami, Satoshi Hirano
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会 (ポスター発表)
• [学会発表] GNAS変異はKRAS経路に拮抗することにより、膵癌の悪性度を抑える (2022)
  • 著者名/発表者名: Hidemasa Kawabata, Yusuke Ono, Kenji Takahashi, Kenzui Taniue, Hidenori Karasaki, Yusuke Mizukami
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会 (ポスター発表)
• [学会発表] RNA exosome component EXOSC4 amplified in multiple cancer types is required for the pancreatic cancer cell survival via the regulation of BIK and SESN2 mRNA (2022)
  • 著者名/発表者名: Kenzui Taniue, Yusuke Mizukami, Nobuyoshi Akimitsu
  • 学会等名: American Association for Cancer Research Special Conference on Pancreatic Cancer 2022 (Poster)
  • 国際学会
• [学会発表] UHRF1-KAT7-mediated regulation of histone methylation/acetylation is critical for the proliferation of colon cancer cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Kenzui Taniue, Tetsu Akiyama
  • 学会等名: 第95回日本生化学大会 (ポスター発表)
• [学会発表] The mechanisms of colorectal cancer cell progression by UHRF1-KAT7-mediated regulation of histone methylation/acetylation (2022)
  • 著者名/発表者名: Kenzui Taniue, Tetsu Akiyama
  • 学会等名: 第46回日本分子生物学会 (ポスター発表)
• [学会発表] hnRNPH1-MTR4 complex-mediated regulation of NEAT1_2 stability is critical for the expression of IL8. (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanzina Tanu, Kenzui Taniue, Katsutoshi Imamura, Rena Onoguchi-Mizutani, Han Han, Torben Heick Jensen and Akimitsu Nobuyoshi
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [図書] Handbook of Epigenetics, 3rd edition (Chapter 10. Techniques for genome-wide expression analysis of non-coding RNA) (2022)
  • 著者名/発表者名: Onoguchi-Mizutani R, Taniue K, Kawata K, Yamada T, Akimitsu N
  • 総ページ数: 918
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 9780323919098
• [備考] 27 種類の悪性腫瘍を同時に診断・鑑別可能な DNA メチル化パネルの作成に成功
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Can_Gen_The_211108.pdf