ゲノム編集を施したヒト気道上皮細胞株を基盤とするKRASシグナル経路の解析

• 研究課題/領域番号: 25460395
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 愛知医科大学
• 研究代表者: シバスンダラン カルナン 愛知医科大学, 医学部, 講師 (30557096)
• 研究分担者: 小西 裕之 愛知医科大学, 医学部, 教授 (20344335) ; 細川 好孝 愛知医科大学, 医学部, 教授 (60229193)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: KRAS / 変異ノックイン / 気管支上皮細胞株 / 気管支上皮 / 遺伝子改変 / 肺癌 / 気道上皮 / ゲノム編集

研究成果の概要

KRAS遺伝子は肺癌など様々な癌で活性化変異を起こしている。そこで、癌原性KRAS変異をノックインした非癌ヒト気管支上皮細胞株を用いて変異KRAS遺伝子の機能を解析した。変異KRASは、細胞の形態を癌細胞様に変化させ、足場非依存性増殖能を与え、細胞の運動能、マトリゲル浸潤能を亢進させていた。また細胞内で増殖シグナルを核に伝えるMEK-ERK経路を過剰活性化していた。遺伝子およびタンパク質の網羅的発現解析の結果、これらの細胞特性の変化を説明しうる分子の発現量の変化を見出した。本研究の成果は変異KRASの機能の全容解明に貢献し、将来的にはKRAS変異癌の治療薬開発に道を開くものと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Delta40p53 suppresses tumor cell proliferation and induces cellular senescence in hepatocellular carcinoma cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Ota A, Nakao H, Sawada Y, Karnan S, Wahiduzzaman M, Inoue T, Kobayashi Y, Yamamoto T, Ishii N, Ohashi T, Nakade Y, Sato K, Itoh K, Konishi H, Hosokawa Y, Yoneda M
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 130 号: 3 ページ: 614-625
  • DOI: 10.1242/jcs.190736
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inhibition of Nox1 induces apoptosis by attenuating the AKT signaling pathway in oral squamous cell carcinoma cell lines (2016)
  • 著者名/発表者名: Ito K, Ota A, Ono T, Nakaoka T, Wahiduzzaman M, Karnan S, Konishi H, Furuhashi A, Hayashi T, Yamada Y, Hosokawa Y, and Kazaoka Y
  • 雑誌名: Oncol Rep 巻: 36 号: 5 ページ: 2991-2998
  • DOI: 10.3892/or.2016.5068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient AAV-mediated gene targeting using 2A-based promoter-trap system (2016)
  • 著者名/発表者名: Karnan S, Ota A, Konishi Y, Wahiduzzaman M, Tsuzuki S, Hosokawa Y, and Konishi H
  • 雑誌名: Bio-Protoc 巻: 6 号: 24
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.2058
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improved methods of AAV-mediated gene targeting for human cell lines using ribosome-skipping 2A peptide (2016)
  • 著者名/発表者名: Karnan S, Ota A, Konishi Y, Wahiduzzaman M, Hosokawa Y, and Konishi H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 44 号: 6 ページ: e54-e54
  • DOI: 10.1093/nar/gkv1338
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Overexpression of salivary-type amylase reduces the sensitivity to bortezomib in multiple myeloma cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, S., Hanamura, I., Ota, A., Karnan, S., Narita, T., Ri, M., Mizutani, M., Goto, M., Gotou, M., Tsunekawa, N., Shikami, M., Iida, S., Hosokawa, Y., Miwa, H., Ueda, R., Nitta, M. and Takami, A
  • 雑誌名: Int J Hematol 巻: 102 号: 5 ページ: 569-78
  • DOI: 10.1007/s12185-015-1859-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Inhibition of NADPH oxidase 4 induces apoptosis in malignant mesothelioma: Role of reactive oxygen species (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Miura Y, Numanami H, Karnan S, Ota A, Konishi H, Hosokawa Y, and Hanyuda M
  • 雑誌名: Oncology Reports 巻: 34 号: 4 ページ: 1726-1732
  • DOI: 10.3892/or.2015.4155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plumbagin suppresses tumor cell growth in oral squamous cell carcinoma cell lines (2015)
  • 著者名/発表者名: Ono T, Ota A, Ito K, Nakaoka T, Karnan S, Konishi H, Furuhashi A, Hayashi T, Yamada Y, Hosokawa Y, Kazaoka Y
  • 雑誌名: Oral Dis 巻: - 号: 4 ページ: 501-511
  • DOI: 10.1111/odi.12310
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution 400K oligonucleotide array comparative genomic hybridization analysis of neurofibromatosis type 1-associated cutaneous neurofibromas (2015)
  • 著者名/発表者名: Asai A, Karnan S, Ota A, Takahashi M, Damdindorj L, Konishi Y, Hossain E, Konishi H, Nagata A, Yokoo K, Hosokawa Y
  • 雑誌名: Gene 巻: 558 ページ: 220-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lipopolysaccharide augments the uptake of oxidized LDL by up-regulating lectin-like oxidized LDL receptor-1 in macrophages (2015)
  • 著者名/発表者名: Hossain E, Ota A, Karnan S, Takahashi M, Mannan SB, Konishi H, Hosokawa Y
  • 雑誌名: Mol Cell Biochem 巻: 400 号: 1-2 ページ: 29-40
  • DOI: 10.1007/s11010-014-2259-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparative analysis of constitutive promoters located in adeno-associated viral vectors (2014)
  • 著者名/発表者名: Damdindorj L, Karnan S, Ota A, Hossain E, Konishi Y, Hosokawa Y, Konishi H
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 8 ページ: e106472-e106472
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0106472
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Array-comparative genomic hybridization profiling of immunohistochemical subgroups of diffuse large B-cell lymphoma shows distinct genomic alterations. (2014)
  • 著者名/発表者名: Guo Y, Takeuchi I, Karnan S, Miyata T, Ohshima K, Seto M.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 105 号: 4 ページ: 481-489
  • DOI: 10.1111/cas.12378
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Clonal heterogeneity of lymphoid malignancies correlates with poor prognosis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suguro M, Yoshida N, Umino A, Kato H, Tagawa H, Nakagawa M, Fukuhara N, Karnan S, Takeuchi I, Hocking TD, Arita K, Karube K, Tsuzuki S, Nakamura S, Kinoshita T, Seto M.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 105 号: 7 ページ: 897-904
  • DOI: 10.1111/cas.12442
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Combined arsenic trioxide-cisplatin treatment enhances apoptosis in oral squamous cell carcinoma cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakaoka T, Ota A, Ono T, Karnan S, Konishi H, Furuhashi A, Ohmura Y, Yamada Y, Hosokawa Y, and Kazaoka Y.
  • 雑誌名: Cell Oncol 巻: 37 号: 2 ページ: 119-129
  • DOI: 10.1007/s13402-014-0167-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arsenic upregulates the expression of angiotensin II Type I receptor in mouse aortic endothelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hossain E, Ota A, Takahashi M, Karnan S, Damdindorj L, Konishi Y, Konishi H, and Hosokawa Y.
  • 雑誌名: Toxicol Lett 巻: 220 号: 1 ページ: 70-75
  • DOI: 10.1016/j.toxlet.2013.04.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single copies of mutant KRAS and mutant PIK3CA cooperate in immortalized human epithelial cells to induce tumor formation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Wang GM, Wong HY, Konishi H, Blair BG, Abukhdeir AM, Gustin JP, Rosen DM, Denmeade S, Rasheed Z, Matsui W, Garay JP, Mohseni M, Higgins MJ, Cidado J, Jelovac D, Croessmann S, Cochran R, Karnan S, Konishi Y, Ota A, Hosokawa Y, Argani P, Lauring J, and Park BH.
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 73 号: 11 ページ: 3248-3261
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-12-1578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arsenic augments the uptake of oxidized LDL by upregulating the expression of lectin-like oxidized LDL receptor in mouse aortic endothelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hossain E, Ota A, Karnan S, Damdindorj L, Takahashi M, Konishi Y, Konishi H, and Hosokawa Y.
  • 雑誌名: Toxicol Appl Pharmacol 巻: 273 号: 3 ページ: 651-658
  • DOI: 10.1016/j.taap.2013.10.012
  • 査読あり
• [学会発表] 遺伝子改変・ゲノム編集効率を測定するアッセイ系としてのPIGA遺伝子の利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小西裕之, Sivasundaram Karnan, 太田明伸, 都築忍, 細川好孝
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川・横浜）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] NOX1はAKTシグナルを介して口腔扁平上非癌細胞の生存に寄与する (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田明伸, Sivasundaram Karnan, 小西裕之, 風岡宜暁, 細川好孝
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川・横浜）
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] 悪性胸膜中皮腫の早期診断の腫瘍マーカーの検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: Sivasundaram Karnan, 太田明伸, Md Wahiduzzaman, 小西裕之, 細川好孝
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城・仙台）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] Combined arsenic trioxide-cisplatin treatment enhances apoptosis in leukemic cell lines (2016)
  • 著者名/発表者名: Md Wahiduzzaman, Akinobu Ota, Sivasundaram Karnan, Hiroyuki Konishi, Yoshitaka Hosokawa
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城・仙台）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 肝がん細胞株におけるp53アイソフォームdelta40p53の性状解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田明伸, Md Wahiduzzaman, Sivasundaram Karnan, 小西裕之, 細川好孝
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城・仙台）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] CRISPR-Cas9システムによる変異ノックイン ― プロモータートラップ法の比較検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小西裕之, Sivasundaram Karnan, 太田明伸, 都築忍, 細川好孝
  • 学会等名: 日本ゲノム編集学会第1回大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島・広島）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 400KオリゴアレイCGHを用いたNF1患者の皮膚神経線維腫の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: Sivasundaram Karnan, 太田明伸, 小西裕之, 細川好孝
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会第88回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫・神戸）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 口腔がん細胞株に対するプランバギンのプロオキシダント作用とアポトーシス誘導にはミトコンドリア遺伝子発現系が関与する (2015)
  • 著者名/発表者名: 太田明伸, Sivasundaram Karnan, 小西裕之, 細川好孝
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会第88回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫・神戸）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 癌原性KRAS変異をノックインしたヒト気管支上皮細胞株モデルの樹立と解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小西裕之, Sivasundaram Karnan, 太田明伸, 細川好孝
  • 学会等名: 第74回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知・名古屋）
  • 年月日: 2015-10-08
• [学会発表] Delta40p53はHepG2細胞に対して細胞増殖抑制効果を示す (2015)
  • 著者名/発表者名: 太田明伸, Sivasundaram Karnan, 小西裕之, 細川好孝
  • 学会等名: 第74回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知・名古屋）
  • 年月日: 2015-10-08
• [学会発表] アデノ随伴ウイルスに基づく遺伝子改変ベクターにおいて薬剤耐性遺伝子の発現を制御するプロモーターと改変効率の関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小西裕之, Sivasundaram Karnan, 太田明伸, 細川好孝
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川・横浜）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] リポポリサッカライドはErk1/2シグナルを介したLOX-1の発現増加によってマクロファージの酸化LDLの取り込みを増強する (2014)
  • 著者名/発表者名: 太田明伸, Ekhtear Hossain, Sivasundaram Karnan, Shahnewaj Mannan, 小西裕之, 細川好孝
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都・京都）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] プランバギンは口腔扁平上皮癌に対して活性酸素産生を介した細胞増殖抑制効果を示す (2014)
  • 著者名/発表者名: 太田明伸, Sivasundaram Karnan, 小西裕之, 風岡宜暁, 細川好孝
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川・横浜）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] NF1関連の皮膚神経線維腫における400KオリゴアレイCGH解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: Sivasundaram Karnan, 太田明伸, 小西裕之, 細川好孝
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川・横浜）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Arsenic trioxide inhibits interferon-gamma-mediated nitric oxide production in mouse vascular endothelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hossain E, Ota A, Karnan S, Damdindorj L, Konishi Y, Konishi H, Hosokawa Y.
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
• [学会発表] ヒ素は酸化LDL受容体LOX-1の発現を増加させることによりマウス血管内皮細胞の酸化LDL取り込み能を増強する. (2013)
  • 著者名/発表者名: 太田明伸, Ekhtear Hossain, Sivasundaram Karnan, Damdindorj Lkhagvasuren, 小西裕子, 小西裕之, 細川好孝.
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
• [学会発表] ヒト細胞株のゲノム編集によるKRAS-PI3Kシグナル経路の解析. (2013)
  • 著者名/発表者名: 小西裕之, Sivasundaram Karnan, 太田明伸, 細川好孝.
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）