薬剤耐性解明のための細胞の不均一性のモデルの構築

• 研究課題/領域番号: 23650154
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 岡田 眞里子 独立行政法人理化学研究所, 細胞システムモデル化研究チーム, チームリーダー (10342833)
• 研究分担者: MITOSCH Karin ドイツ財団フェロー ; 奇 世援 理化学研究所 ; 湯本 範子 理化学研究所
• 連携研究者: 岩本 一成 理化学研究所 ; 木村 周平 鳥取大学 ; KHOLODENKO Boris ダブリン大学 ; 長嶋 剛史 東北大学 ; 井上 聡 埼玉医科大学
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 細胞不均一性 / シグナル伝達 / 乳がん / エストロゲン受容体 / 細胞ネットワーク / 数理モデル / 単一細胞計測

研究概要

本研究では、乳癌細胞における薬剤耐性機構を明らかにするため、単一細胞レベルでの分子ネットワークを実験と理論解析を通じて明らかにすることを目的とした。文献情報や細胞実験をもとに、エストロゲン受容体ネットワークに関わる35種の分子種を選定し、細胞平均および単一細胞での測定を行った。その結果、薬剤耐性細胞でEGFR、ErbB2、ErbB3膜受容体、エストロゲン受容体、GSK3 beta、E2F1、CREB、Fos、Jun、JunBのリン酸化またはタンパク量の変化が見られた。単一細胞で計測すると、ErbB3、ERK,、Aktの活性化に細胞間の不均一性が見られた。この結果をもとにAktを中心としたシグナル伝達系のモデルを構築し、ネットワークのシステム的な性質を調べている。

研究成果

• [雑誌論文] Phase responses of oscillating components in a signaling pathway (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomura M, Okada-Hatakeyama M
  • 雑誌名: Front Physiol 巻: 2013;4 ページ: 68-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase responses of oscillating components in a signaling pathway. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomura M, Okada-Hatakeyama M
  • 雑誌名: Front Physiol 巻: 4 ページ: 3389-3389
  • DOI: 10.3389/fphys.2013.00068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamically varying interactions between heregulin and ErbB proteins detected by single-molecule analysis in living cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshima, M., Saeki, Y., Okada-Hatakeyama, M., and Sako, Y
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 109 (35) ページ: 13984-13989
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catching transcriptional regulation by thermostatistical modeling (2012)
  • 著者名/発表者名: Till D. F., Cheong, A., Okada-Hatakeyama, M., and Kholodenko, B.N
  • 雑誌名: Physical Biology 巻: 9(4) ページ: 45007-45007
  • 査読あり
• [雑誌論文] An ErbB receptor-mediated AP-1 regulatory network is modulated by STAT3 and c-MYC during calcium-dependent keratinocyte differentiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Saeki Y., Nagashima T., Kimura S., and Okada-Hatakeyama M
  • 雑誌名: Exp. Dermatol 巻: 21(4) ページ: 293-298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inference of S-system models of genetic networks by solving one-dimensional function optimization problems (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura S., Araki D., Matsumura K., and Okada-Hatakeyama M
  • 雑誌名: Math. Biosci 巻: 235(2) ページ: 161-170
  • 査読あり
• [雑誌論文] がん細胞情報伝達のダイナミクスとシステムバイオロジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田眞里子
  • 雑誌名: 応用数理 巻: 22 (3)
• [雑誌論文] Dynamically varying interactions between heregulin and ErbB proteins detected by single-molecule analysis in living cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshima, M., Saeki, Y., Okada-Hatakeyama, M., and Sako, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 109 号: 35 ページ: 13984-13989
  • DOI: 10.1073/pnas.1200464109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catching transcriptional regulation by thermostatistical modeling. (2012)
  • 著者名/発表者名: Till D. F., Cheong, A., Okada-Hatakeyama, M., and Kholodenko, B.N.
  • 雑誌名: Physical Biology 巻: 9 号: 4 ページ: 45007-45007
  • DOI: 10.1088/1478-3975/9/4/045007
  • 査読あり
• [雑誌論文] An ErbB receptor-mediated AP-1 regulatory network is modulated by STAT3 and c-MYC during calcium-dependent keratinocyte differentiation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Saeki Y., Nagashima T., Kimura S., and Okada-Hatakeyama M.
  • 雑誌名: Exp. Dermatol. 巻: 21 号: 4 ページ: 293-298
  • DOI: 10.1111/j.1600-0625.2012.01453.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] nference of S-system models of genetic networks by solving one-dimensional function optimization problems. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura S., Araki D., Matsumura K., and Okada-Hatakeyama M.
  • 雑誌名: Math. Biosci 巻: 235 号: 2 ページ: 161-170
  • DOI: 10.1016/j.mbs.2011.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] A rank-based statistical test for measuring synergistic effects between two gene sets (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi Y., Okada-Hatakeyama M., and Miyano S
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 27(17) ページ: 2399-2405
  • 査読あり
• [雑誌論文] A kinetic model explains increased gefitinib sensitivity associated with Mig6 expression (2011)
  • 著者名/発表者名: Naruo, Y., Nagashima, T., Ushikoshi-Nakayama, R., Saeki, Y., Nakakuki, T., Naka, T., Tanaka, H., Tsai, S-F., and Okada-Hatakeyama, M
  • 雑誌名: BMC Systems Biology 巻: 5(1) ページ: 29-29
  • 査読あり
• [雑誌論文] 遺伝子ネットワークのスイッチが細胞運命を決定する (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田眞里子
  • 雑誌名: 実験医学増刊 巻: 29 (12) ページ: 127-132
• [学会発表] A switch in NF-kappa B signaling (2013)
  • 著者名/発表者名: Mariko Okada
  • 学会等名: The first annual Winter q-Bio Meeting
  • 発表場所: Hawaii, USA (招待発表)
• [学会発表] A switch in NF-kappa B signaling. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mariko Okada
  • 学会等名: The first annual Winter q-Bio Meeting
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 招待講演
• [学会発表] シグナル転写ネットワークのダイナミクスと疾病制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田眞里子
  • 学会等名: 文部科学省イノベーションシステム整備事業 先端融合領域イノベーション創出拠点形成プログラム「翻訳後修飾プロテオミクス医療研究拠点の形成」第4回公開シンポジウム バイオインフォマティクスの最前線
  • 発表場所: 横浜 (招待発表)
• [学会発表] 実験と計算による細胞情報処理機構の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田眞里子
  • 学会等名: 情報処理学会 バイオ情報学研究会 (SIG BIO)
  • 発表場所: 飯塚 (招待発表)
• [学会発表] シグナル転写ネットワークのダイナミクスと疾病制御. (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田眞里子
  • 学会等名: 文部科学省イノベーションシステム整備事業 先端融合領域イノベーション創出拠点形成プログラム「翻訳後修飾プロテオミクス医療研究拠点の形成」第4回公開シンポジウム バイオインフォマティクスの最前線
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 実験と計算による細胞情報処理機構の同定. (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田眞里子
  • 学会等名: 情報処理学会 バイオ情報学研究会 (SIG BIO)
  • 発表場所: 飯塚
  • 招待講演
• [学会発表] Identifying logics of signal-transcription network for cellular differentiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Mariko Okada
  • 学会等名: IFReC / IPR Joint Seminar
  • 発表場所: Osaka (招待発表)
• [学会発表] Transcriptional feedback shapes signaling activity in cancer (2011)
  • 著者名/発表者名: Mariko Oakda
  • 学会等名: JCR-AACR Joint Symposium
  • 発表場所: Nagoya (招待発表,国内学会・研究会)
• [学会発表] 細胞運命を決定する遺伝子ネットワークのスイッチ機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田眞里子
  • 学会等名: ミニシンポジウム : 計算ウイルス学・免疫学の展開
  • 発表場所: 京都 (招待発表)
• [学会発表] c-Fos転写因子のスイッチ様活性化を説明するシグナル?転写ネットワークの速度論的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田眞里子
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都 (招待発表)
• [学会発表] シグナル伝達の空間制御と不均一性に関するモデル化の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田眞里子
  • 学会等名: 理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理III」
  • 発表場所: 和光 (招待発表)