新規融合的Nターミノミクスとリン酸化プロテオミクスによる癌幹細胞の治療標的の解析

• 研究課題/領域番号: 22F22111
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 審査区分: 小区分50020:腫瘍診断および治療学関連
• 研究機関: 熊本大学
• 受入研究者: 荒木 令江 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (80253722)
• 外国人特別研究員: CHANG CHIH-HSIANG 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2022-04-22 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2022年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: がん幹細胞 / プロテオミクス / プロテアーゼ / キナーゼ

研究開始時の研究の概要

癌幹細胞(CSC)は悪性腫瘍の治療抵抗性と再発の根源であり治療標的とされている. 我々は, CSCの維持/分化/悪性化の分子機構と標的分子を明らかにするため, 種々の腫瘍からCSC樹立法を確立した。本研究では, 悪性神経膠芽腫幹細胞(GSCs)を用いてリン酸化プロテオミクスHAMMOC法とN-Terminomics　(プロテアーゼ網羅解析)法とグローバルLFQ法を融合的に最適化し, 経時的変動を伴うタンパク質リン酸化と分解部位の全情報のプロファイル化を介して, キナーゼとプロテアーゼのクロストークによる活性化ネットワークを抽出し, これらの治療標的としての可能性を検証する.

研究実績の概要

癌幹細胞(CSC)は悪性腫瘍の治療抵抗性と再発の根源であり治療標的とされている. 我々は, CSCの維持/分化/悪性化の分子機構と標的分子を明らかにするため, 種々の腫瘍からCSC樹立法を確立し, 独自の融合プロテオミクスによって, 細胞内キナーゼやプロテアーゼの多くが, CSC分化スイッチングの際に大きく変動することを見出した. キナーゼとプロテアーゼの癌特異的なクロストークは, 有効な治療標的として近年大きく注目されている. 本研究では, 悪性神経膠芽腫幹細胞(GSCs)を用いてリン酸化プロテオミクスHAMMOC法とN-Terminomics(プロテアーゼ網羅解析)法とグローバルLFQ法を融合的に最適化し, 経時的変動を伴うタンパク質リン酸化と分解部位の全情報をプロファイル化し, キナーゼとプロテアーゼのクロストークによる活性化ネッ トワークを抽出し, これらの治療標的としての可能性を検証しようとした。
悪性神経膠芽腫細胞株と患者組織から樹立した6クローンのGSCを用いて、悪性分化誘導有/無の経時的変化(4 point)を各　4 replicateを調製し、これら各々より、細胞タンパク質可溶化2条件(Urea Base(核抽出)とPTSbase(膜抽出))で前処理を行い、各々高感度StageTip-baseによるHAMMOC法と電荷媒介位置選択法で濃縮し、高感度nanoLC-MSMSにて網羅的分子同定および定量解析の最適化を行った。グリオーマ分化過程に共通して動的変化するプロテアーゼ/キナーゼ特定法を検討し、特にGSCにおいて特異的に活性化するキナーゼおよびプロテアーゼ群および、それらの基質となるタンパク質群の抽出に一部成功した。更なる検証実験が必要であるが、これらの阻害剤がGSCに有効である可能性がある。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] 国立コンケン大学(タイ)
• [雑誌論文] Establishment and characterization of a novel cancer stem‐like cell of cholangiocarcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Panawan Orasa, Silsirivanit Atit、Chang Chih‐Hsiang、Putthisen Siyaporn、Boonnate Piyanard、Yokota Taro、Nishisyama‐Ikeda Yuki、Detarya Marutpong、Sawanyawisuth K、Kaewkong W、Muisuk K、Luang S、Vaeteewoottacharn K、Kariya R、Yano H、Komohara Y、Ohta K、Okada S、Wongkham S、Araki Norie
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: in press 号: 8 ページ: 3230-3246
  • DOI: 10.1111/cas.15812
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Data for method development of water droplet-in-oil digestion approach (2023)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Masuda, Norie Araki, Sumio Ohtsuki
  • 雑誌名: Journal of Proteome Data and Methods 巻: 5 号: 0 ページ: 1
  • DOI: 10.14889/jpdm.2023.0001
  • ISSN: 2434-6454
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AT-hook DNA-binding motif-containing protein one knockdown downregulates EWS-FLI1 transcriptional activity in Ewing’s sarcoma cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitagawa, Daiki Kobayashi, Byron Baron, Hajime Okita, Tatsuo Miyamoto, Rie Takai, Durga Paudel, Tohru Ohta, Yoichi Asaoka, Masayuki Tokunaga, Koji Nakagawa, Makoto Furutani-Seiki, Norie Araki, Yasuhiro Kuramitsu, Masanobu Kobayashi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 17 号: 10 ページ: 0269077-0269077
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0269077
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Water Droplet-in-Oil Digestion Method for Single-Cell Proteomics (2022)
  • 著者名/発表者名: Masuda Takeshi、Inamori Yuma、Furukawa Arisu、Yamahiro Maki、Momosaki Kazuki、Chang Chih-Hsiang、Kobayashi Daiki、Ohguchi Hiroto、Kawano Yawara、Ito Shingo、Araki Norie、Ong Shao-En、Ohtsuki Sumio
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 94 号: 29 ページ: 10329-10336
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.1c05487
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SIRT7 suppresses energy expenditure and thermogenesis by regulating brown adipose tissue functions in mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshizawa Tatsuya、Sato Yoshifumi、Sobuz Shihab U.、Mizumoto Tomoya、Tsuyama Tomonori、Karim Md. Fazlul、Miyata Keishi、Tasaki Masayoshi、Yamazaki Masaya、Kariba Yuichi、Araki Norie、Araki Eiichi、Kajimura Shingo、Oike Yuichi、Braun Thomas、Bober Eva、Auwerx Johan、Yamagata Kazuya
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 号: 1 ページ: 7439-7439
  • DOI: 10.1038/s41467-022-35219-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deep profiling of proteomics dataset by liquid chromatography/ trapped ion mobility spectrometry/tandem mass spectrometry (2022)
  • 著者名/発表者名: Chih-Hsiang Chang, Yasushi Ishihama
  • 雑誌名: Journal of Proteome Data and Methods 巻: 4 号: 0 ページ: 3
  • DOI: 10.14889/jpdm.2022.0003
  • ISSN: 2434-6454
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] プロテオミクスによるエクトドメインシェディング研究：最新技術の応用例として (2022)
  • 著者名/発表者名: 津曲 和哉、西田 紘士、張 智翔(Chih-Hsiang Chang)、石濱 泰
  • 雑誌名: 日本プロテオーム学会誌 巻: 7 号: 2 ページ: 47-52
  • DOI: 10.14889/jpros.7.2_47
  • ISSN: 2432-2776
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Large scale of global proteomics identify lipid metabolic pathways as a characteristic target of glioma stem-like cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Orasa Panawan, Atit Silsirivanit, Chih-Hsiang Chang, Siyaporn Putthisen, Worasak Kaewkong, Kanha Muisuk, Marutpong Detarya2, Sukanya Luang2 , Kulthida Vaeteewoottacharn, Ryosho Kariya, Seiji Okada, Sopit Wongkham and Norie Araki
  • 学会等名: The 81st annual meeting of the Japanese cancer association
  • 国際学会
• [学会発表] 胆管がん由来がん幹細胞の樹立とプロテオミクスによる性状解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 横田 太郎、パナワン オラサ、チーシャン チャン、シルシリヴァ ニト アチト、田上 久美子、中村 雅史、荒木 令江
  • 学会等名: The 81st annual meeting of the Japanese cancer association
  • 国際学会
• [学会発表] Proteomics-Based Integrated Systems Biology for Tumor Research (2022)
  • 著者名/発表者名: Norie Araki, Orasa Panawan, Marutpong Detarya, Akiko Niibori-Nambu, Chih-Hsiang Chang, Yuki Ikeda-Nishiyama, Daiki Kobayashi, Atit Silsirivanit
  • 学会等名: 17th International Symposium of the Protein Society of Thailand
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Global- and phospho-proteomics identify specific lipid metabolism pathways involved in the maintenance of glioma stem-like cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Orasa Panawan, Atit Silsirivanit, Chih-Hsiang Chang, Siyaporn Putthisen, Taro Yokota, Yuki Nishisyama-Ikeda , Akiko NiiboriNambu, Norie Araki
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2022年大会 JPrOS2022(20th JHUPO)
• [学会発表] 最適化グローバルプロテオミクスによる胆管がん由来幹細胞の性状解析 Characterization of cholangiocarcinoma stem-like cells by optimized global proteomics (2022)
  • 著者名/発表者名: 横田 太郎、パナワン オラサ、チーシャン チャン、シルシリヴァニト アチト、田上 久美子、中村 雅史、荒木 令江
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2022年大会 JPrOS2022(20th JHUPO)
• [学会発表] a) Identification of novel target signal networks of cancer stem cells by the functional integrated proteomics, b) Introduction of JPDM (2022)
  • 著者名/発表者名: Araki, Norie, Panawan, Orasa, Chang, Chih-Hsiang, Yokota, Taro, Nishisyama-Ikeda, Yuki, Niibori-Nambu, Akiko, Silsirivanit, Atit
  • 学会等名: HUPO 2022 world congress
  • 国際学会
• [学会発表] Advances and future of the Trans-Omics “What can we do with and what can we learn from trans-ome analyses? “ Analysis of therapeutic target networks of cancer stem cells by multi-omics (2022)
  • 著者名/発表者名: Norie Araki, Orasa Panawan, Marutpong Detarya, Akiko Niibori-Nambu1, Chih-Hsiang Chang, Yuki Ikeda-Nishiyama, Daiki Kobayashi, Atit Silsirivanit
  • 学会等名: 第45回 分子生物学会年会2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] イオンモビリティスペクトロメトリーによる新次元ペプチド分離 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小形公亮、張智翔(Chang Chih-Hsiang)、Yeung, Darien、Spicer, Victor、 Krokhin, Oleg、石濱泰
  • 学会等名: 第70回質量分析総合討論会
• [図書] バイオDBとウェブツール ラボで使える最新70選 "JPOST:"JPOST:アジア・オセアニアで最も有用なプロテオームデータベース：jPOSTを使ってプロテオーム解析をする" (2022)
  • 著者名/発表者名: 荒木 令江 他 (小野 浩雅 編)
  • 総ページ数: 248
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758104067
• [備考] JPOST Repository/Database
  • URL: https://jpostdb.org/
• [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部腫瘍医学講座ホームページ
  • URL: https://tgbaraki.com/