プロテオミクスを用いたリン酸化シグナル定量系の構築と薬効予測モニタリングへの応用

• 研究課題/領域番号: 25290054
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 腫瘍診断学
• 研究機関: 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所
• 研究代表者: 朝長 毅 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, プロテオームリサーチプロジェクト, プロジェクトリーダー (80227644)
• 研究分担者: 石濱 泰 京都大学, 薬学部, 教授 (30439244) ; 松原 久裕 千葉大学, 医学研究院, 教授 (20282486)
• 連携研究者: 長山 聡 公益財団法人がん研究会, 有明病院消化器外科, 医長 (70362499)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2015年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: リン酸化プロテオミクス / 薬効予測 / EGFR阻害剤 / 肺がん / プロテオミクス / バイオマーカー / リン酸化タンパク質 / がん / リン酸化タンパク

研究成果の概要

現在、がん治療の分子標的薬の多くはキナーゼ阻害剤であるが、薬剤感受性の違いや耐性化が問題であり、薬効予測マーカーや耐性化メカニズムの解明が必要である。本研究では、それらのキナーゼの基質のリン酸化レベルを網羅的に定量し、キナーゼ活性を予測することで、薬効予測マーカー探索及び薬剤耐性化のメカニズムの検討を行った。具体的には、肺がん治療に用いられているerlotinibに対する感受性と耐性の肺がん細胞株のリン酸化プロテオーム解析により、薬効予測マーカー候補となるリン酸化タンパク質やキナーゼを同定した。同時に、erlotinib耐性に関与するキナーゼ群を同定し。それらの阻害剤を用いた検証に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Cell surface localization of importin α1/KPNA2 affects cancer cell proliferation by regulating FGF1 signalling (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada K., Miyamoto Y., Tsujii A., Moriyama T., Ikuno Y., Shiromizu T., Serada S., Fujimoto M., Tomonaga T., Naka T., Yoneda Y., Oka M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 231410-231410
  • DOI: 10.1038/srep21410
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cell surface localization of importin α1/KPNA2 affects cancer cell proliferation by regulating FGF1 signalling. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada K., Miyamoto Y., Tsujii A., Moriyama T., Ikuno Y., Shiromizu T., Serada S., Fujimoto M., Tomonaga T., Naka T., Oka M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 24823-24823
  • DOI: 10.1038/srep24823
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeted Phosphoproteome Analysis Using Selected/Multiple Reaction Monitoring (SRM/MRM). (2016)
  • 著者名/発表者名: Adachi, J., Narumi, R., Tomonaga, T
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 1394 ページ: 87-100
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-3341-9_7
  • ISBN: 9781493933396, 9781493933419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Analysis of Tissue Samples by Combining iTRAQ Isobaric Labeling with Selected/Multiple Reaction Monitoring (SRM/MRM). (2016)
  • 著者名/発表者名: Narumi, R., Tomonaga, T
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 1355 ページ: 85-101
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-3049-4_6
  • ISBN: 9781493930487, 9781493930494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Data for Proteomic Analysis of ATP-Binding Proteins and Kinase Inhibitor Target Proteins Using an ATP Probe. (2015)
  • 著者名/発表者名: Adachi, J., Kishida, M., Watanabe, S., Hashimoto, Y., Fukamizu, K., and Tomonaga, T.
  • 雑誌名: Data in Brief 巻: 5 ページ: 726-729
  • DOI: 10.1016/j.dib.2015.10.018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nuclear accumulation of annexin A2 contributes to chromosomal instability by coilin-mediated centromere damage (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazami, T., Nie, H., Satoh, M., Kuga, T., Matsushita, K., Kawasaki, N., Tomonaga, T*., and Nomura, F
  • 雑誌名: Oncogene 巻: in press 号: 32 ページ: 4177-4189
  • DOI: 10.1038/onc.2014.345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential Proteome Analysis Identifies TGF-beta-Related Pro-Metastatic Proteins in a 4T1 Murine Breast Cancer Model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., Matsubara, T., Adachi, J., Hashimoto, Y., Fukamizu, K., Kishida, M., Yang, Y.A., Wakefield, L.M., and Tomonaga, T
  • 雑誌名: PloS One 巻: 10 号: 5 ページ: e0126483-e0126483
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0126483
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] c-Abl induces stabilization of histone deacetylase 1 (HDAC1) in a kinase activity-dependent manner. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Aoyama, Noritaka Yamaguchi, Ryuzaboro Yuki, Mariko Morii, Sho Kubota, Kensuke Hirata, Kohei Abe, Takuya Honda, Takahisa Kuga, Yuuki Hashimoto, Takeshi Tomonaga, and Naoto Yamaguchi
  • 雑誌名: Cell Biology International 巻: 39 号: 4 ページ: 446-456
  • DOI: 10.1002/cbin.10413
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Role for Tyrosine Phosphorylation of A-kinase Anchoring Protein 8 (AKAP8) in its Dissociation from Chromatin and the Nuclear Matrix (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubota S, Morii M, Yuki R, Yamaguchi N, Yamaguchi H, Aoyama K, Kuga T, Tomonaga T, Yamaguchi N.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 290 号: 17 ページ: 10891-904
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.643882
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] c-Abl-mediated tyrosine phosphorylation of JunB is required for Adriamycin-induced expression of p21. (2015)
  • 著者名/発表者名: Noritaka Yamaguchi, Ryuzaburo Yuki, Sho Kubota, Kazumasa Aoyama, Takahisa Kuga, Yuuki Hashimoto, Takeshi Tomonaga, and Naoto Yamaguchi.
  • 雑誌名: Biochemical Journal 巻: 471 号: 1 ページ: 67-77
  • DOI: 10.1042/bj20150372
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcriptional Dynamics of Immortalized Human Mesenchymal Stem Cells during Transformation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, M., Higashino, A., Takeuchi, K., Hori, Y., Koshiba-Takeuchi, K., Makino, H., Monobe, Y., Kishida, M., Adachi, J., Takeuchi, J., Tomonaga, T., Umezawa, A., Kameoka, Y., and Akagi, K.
  • 雑誌名: PloS one 巻: 10 号: 5 ページ: 0126562-0126562
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0126562
  • NAID: 120005947126
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differential proteome analysis identifies TGF-β-related pro-metastatic proteins in a 4T1 murine breast cancer model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato M, Matsubara T, Adachi J, Hashimoto Y, Kishida M, Yang Y, Wakefield LM, Tomonaga T*
  • 雑誌名: PLoS One 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proteome-wide discovery of unknown ATP-binding proteins and kinase inhibitor target proteins using an ATP probe. (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Adachi, Marina Kishida, Shio Watanabe, Yuuki Hashimoto, Kazuna Fukamizu, Takeshi Tomonaga.
  • 雑誌名: Journal of proteome research 巻: 13 号: 12 ページ: 5461-5470
  • DOI: 10.1021/pr500845u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of colorectal cancer biomarker candidates by membrane proteomic analysisand subsequent verification using selected reaction monitoring and tissue microarrayanalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Kume H, Muraoka S, Kuga T, Adachi J, Narumi R, Watanabe S, Kuwano M, Kodera Y, Matsushita K, Fukuoka J, Masuda T, Ishihama Y, Matsubara H, Nomura F, Tomonaga T.
  • 雑誌名: Mol Cell Proteomics. 巻: M113 号: 6 ページ: 37093-37093
  • DOI: 10.1074/mcp.m113.037093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lamin B2 prevents chromosome instability by ensuring proper mitotic chromosome segregation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuga, T., Nie, H., Kazami, T., Satoh, M., Matsushita, K., Nomura, F., Maeshima, K., Nakayama, Y., Tomonaga, T.
  • 雑誌名: Oncogenesis 巻: 3 号: 3 ページ: e94-e94
  • DOI: 10.1038/oncsis.2014.6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absolute Quantitation of Low Abundance Plasma APL1β peptides at Sub-fmol/mL Level by SRM/MRM without Immunoaffinity Enrichment. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sano S, Tagami S, Hashimoto Y, Yoshizawa-Kumagaye K, Tsunemi M, Okochi M, Tomonaga T.
  • 雑誌名: J Proteome Res. 巻: 13 号: 2 ページ: 10121020-10121020
  • DOI: 10.1021/pr4010103
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel mechanism of keratin cytoskeleton organization through casein kinase I alpha and FAM83H in colorectal cancer. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuga, T., Kume, H., Kawasaki, N., Sato, M., Adachi, J., Shiromizu, T., Hoshino, I., Nishimori, T., Matsubara, H., and Tomonaga T.
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 126 ページ: 4721-31
  • DOI: 10.1242/jcs.129684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of long and winding nuclear F-actin bundles by nuclear c-Abl tyrosine kinase. (2013)
  • 著者名/発表者名: Aoyama K., Yuki R., Horiike Y., Kubota S., Yamaguchi N., Morii M., Ishibashi K., Nakayama Y., Kuga T., Hashimoto Y., Tomonaga T, and Yamaguchi N.
  • 雑誌名: Exp Cell Res 巻: 319 号: 20 ページ: 3251-68
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2013.09.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of KRAB-associated Protein 1 (KAP1) at Tyr-449, Tyr-458, and Tyr-517 by Nuclear Tyrosine Kinases Inhibits the Association of KAP1 and Heterochromatin Protein 1alpha (HP1alpha) with Heterochromatin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kubota, S., Fukumoto, Y., Aoyama, K., Ishibashi, K., Yuki, R., Morinaga, T., Honda, T., Yamaguchi, N., Hashimoto, Y., Kuga, T., Tomonaga T, and Yamaguchi, N.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288, 号: 24 ページ: 17871-17883
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.437756
  • 査読あり
• [学会発表] プロテオミクスを用いたバイオマーカー探索とPrecision Medicineへの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 第44回 京阪泌尿器腫瘍セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-02-08
  • 招待講演
• [学会発表] 定量プロテオミクスの創薬及び個別化医療への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 第13回 神戸ポートアイランド創薬フォーラム
  • 発表場所: 神戸臨床研究情報センター
  • 年月日: 2016-01-26
  • 招待講演
• [学会発表] 定量プロテオミクスを用いた疾患バイオマーカー探索とその医療への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2015年会
  • 発表場所: くまもと森都心プラザ
  • 年月日: 2015-07-23
  • 招待講演
• [学会発表] 定量プロテオミクスの医療への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 第42回BMSカンファレンス
  • 発表場所: 岐阜グランドホテル
  • 年月日: 2015-07-06
  • 招待講演
• [学会発表] Verification of predictive biomarker candidates of colorectal cancer metastasis in serum extracellular vesicles by selected reaction monitoring based targeted proteomics. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga T, Kume H
  • 学会等名: International Extracellular Vesicles Conference
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2015-04-23
  • 国際学会
• [学会発表] 定量プロテオミクスの医療への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 第150回 質量分析関西談話会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of predictive biomarker candidates of colorectal cancer metastasis in serum extracellular vesicles based on membrane quantitative proteomics of cancer tissues. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga T, Kume H
  • 学会等名: Australasia Extracellular Vesicles Conference
  • 発表場所: Kerns, Australia
  • 年月日: 2014-11-20
• [学会発表] Discovery of colorectal cancer biomarker candidates by membrane proteomic analysis and subsequent verification using selected reaction monitoring (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga T, Kume H
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 13th Annual World Congress
  • 発表場所: Madrid, Spain
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-08
• [学会発表] Discovery of colorectal cancer biomarker candidates by membrane proteomic analysis of human tissue samples and subsequent verification using SRM/MRM (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga T
  • 学会等名: The 13th HUPO World Congress Post Congress Workshop
  • 発表場所: Segovia, Spain
  • 年月日: 2014-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] 質量分析計を用いたバイオマーカー定量法の実用化（医療への応用） (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: レドックス・ライフイノベーション第170委員会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2014-08-22
  • 招待講演
• [学会発表] 質量分析計を用いたバイオマーカー定量法の創薬への応用を目指して (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 第12回日本プロテオーム学会2014年会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-07-17
  • 招待講演
• [学会発表] 質量分析計を用いたバイオマーカー定量法の実用化（医療への応用） (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2014-06-25
  • 招待講演
• [学会発表] 質量分析計を用いたバイオマーカー定量法の医療への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 第10回日本臨床プロテオーム研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-05-10
  • 招待講演
• [学会発表] 質量分析計を用いたバイオマーカー定量法の実用化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 第11 回 北里疾患プロテオミクス研究会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] ターゲットプロテオミクス～Beyond SRM～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 足立 淳、朝長 毅
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 質量分析計を用いたバイオマーカー定量法の実用化への挑戦 (2013)
  • 著者名/発表者名: 朝長 毅
  • 学会等名: 第10 回 千葉疾患プロテオミクス研究会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 自己抗体ファージライブラリを用いたスキルス胃癌の診断バイオマーカーの探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村岡 賢，久米秀明，西塚 哲，若林 剛，星野 敢，松原久裕，朝長 毅
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] マウス同所移植モデルによる大腸癌高浸潤性細胞のプロテオーム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白水 崇、足立 淳、八木 滋雄、朝長 毅
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ATP Accessibility Screening (AAS), A High-Throughput and High-Resolution Kinase Analysis Platform for Signaling Research. (2013)
  • 著者名/発表者名: Adachi J, Higo D, Watanabe S, Kuwano M, Hashimoto Y, Tomonaga T.
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th annual world congress
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Discovery and subsequent validation of biomarkers for colorectal cancer by large-scale proteomic analysis and tissue microarray analysis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kume H, Muraoka S, Hashimoto Y, Watanabe S, Masuda T, Ishihama Y, Fukuoka J, Kodera Y, Matsushita K, Matsubara H, Tomonaga T.
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th annual world congress
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Proteomic Analysis of Highly Invasive Colorectal Cancer Cells Established byOrthotopic Xenograft Mouse Model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiromizu T, Adachi J, Yagi S, Hoffman RM, Tomonaga T.
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th annual world congress
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Development of High-throughput Screening System Using Autoantibody Library for Discovery of Scirrhous Gastric Cancer Biomarker. (2013)
  • 著者名/発表者名: Muraoka S, Kume H, Saitoh H, Enomoto Y, Ito Y, Nishizuka S, Wakabayashi G, Hoshino I, Matsubara H, and Tomonaga T.
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th annual world congress
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Quantitative Phosphoproteome Analysis of Cultured Stomach Cancer Cell Lines Aimed at Development of Biomarkers for Prediction of Drug Efficacy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi K, Muraoka S, Adachi J, Sato M, Kuga T, Watanabe R, Shiromizu T, Hashimoto Y, Nagano M, Kishida M, Tomonaga T.
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th annual world congress
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Quantitative Proteome Analysis with Isotope Dimethyl Labeling to Identify TGF-beta-mediated Tumor Proteins Using the Metastatic Mouse Breast Cancer Model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato M, Adachi J, Tomonaga T.
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th annual world congress
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Phospho-profiling of mTOR inhibitor-treated renal cell carcinoma (RCC) cell lines and its application for drug response-efficacy biomarkers. (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R, Hashimoto Y, Kishida M, Matsubara M, Adachi J, Tomonaga T.
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th annual world congress
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] A Novel Mechanism of Keratin Cytoskeleton Organization Through Casein Kinase I Alpha and FAM83H in Colorectal Cancer: Interactome Analysis of FAM83H (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuga T, Kume H, Kawasaki N, Sato M, Adachi J, Shiromizu T, Hoshino I, Matsubara H, Tomonaga T. .
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th annual world congress
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] A Kinase Activity-Estimating Method Using LC-MS/MS. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagano M, Kuga T, Adachi J, Tomonaga T.
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th annual world congress
  • 発表場所: 横浜
• [備考] 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所 プロテオームリサーチプロジェクト
  • URL: http://www.nibiohn.go.jp/proteome/index.html
• [産業財産権] ペプチド又はタンパク質の分画方法 (2015)
  • 発明者名: 朝長 毅、足立 淳、宮崎将太
  • 権利者名: ジーエルサイエンス 株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-134482
  • 出願年月日: 2015-07-03