ヒト乳がん幹細胞の機能制御に関わる細胞表面タンパク質の解析

• 研究領域: 癌幹細胞を標的とする腫瘍根絶技術の新構築
• 研究課題/領域番号: 25130707
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 下野 洋平 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90594630)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円); 2014年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2013年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: がん幹細胞 / 乳がん / マイクロＲＮＡ / 細胞表面タンパク質 / ＣＸＣＲ４ / ＷＮＴシグナル伝達系 / ＡＰＣ / マイクロRNA

研究実績の概要

本研究は、ヒト乳がん幹細胞の機能制御に関わる細胞表面タンパク質を中心とした分子機構を解明することを目的としている。本年度は下記の実験を通じて、ヒト乳がん幹細胞で特異的に発現するマイクロRNAであるmiR-142が、WNTシグナル伝達系の活性化とmiR-150の発現を介してがん幹細胞の幹細胞性制御に関わること、および細胞表面タンパク質であるケモカインレセプターCXCR4がヒト乳がん幹細胞による原発巣および転移巣の形成能に重要な働きをもつことを解明した。さらに転移ヒト乳がん幹細胞に特異的な一連のマイクロRNAを解明して、その標的細胞表面タンパク質候補の解析をすすめた。
1. CXCR4の機能解析：ヒト乳がん異種移植マウスの原発巣および肺転移巣より単離したがん細胞の細胞表面タンパク質の発現を単細胞レベルで解析した。CD44発現ヒト乳がん細胞ではCXCR4の発現を強く認め、CXCR4の阻害によりヒト乳がん異種移植マウスの原発巣の増殖および転移巣の形成が抑えられた。
2. ヒト乳がん幹細胞特異的マイクロRNAであるmiR-142とmiR-150の機能解析：細胞表面タンパク質FZDを介して乳がん幹細胞の機能を制御するWNTシグナル伝達系の構成タンパク質APCがmiR-142の標的であること、miR-142を介したWNTシグナル伝達系の活性化がmiR-150の転写を誘導すること、miR-142とmiR-150が共に正常乳腺組織の過形成を誘導すること、およびmiR-142の発現抑制がヒト乳がん幹細胞の腫瘍形成能を抑制することを解明した。
3. 転移ヒト乳がん幹細胞特異的マイクロRNAの解析：ヒト乳がん異種移植マウスの原発巣および転移巣のがん幹細胞のマイクロRNA発現を網羅的に解析して、転移がん幹細胞を特徴づける一連のマイクロRNAを同定するとともに、標的細胞表面タンパク質候補の解析をすすめた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of 2D- and 3D-culture models as drug-testing platforms in breast cancer (2015)
  • 著者名/発表者名: Imamura Y, Mukohara T, Shimono Y, Funakoshi Y, Chayahara N, Toyoda M, Kiyota N, Takao S, Kono S, Nakatsura T, Minami H
  • 雑誌名: Oncol Rep 巻: 33 号: 4 ページ: 1837-1843
  • DOI: 10.3892/or.2015.3767
  • NAID: 120005758024
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] miR-142 regulates the tumorigenicity of human breast cancer stem cells through the canonical WNT signaling pathway (2014)
  • 著者名/発表者名: Isobe T, Hisamori S, Hogan DJ, Zabala M, Hendrickson DG, Dalerba P, Cai S, Scheeren F, Kuo AH, Sikandar SS, Lam JS, Qian D, Dirbas FM, Somlo G, Lao K, Brown PO, Clarke MF, Shimono Y
  • 雑誌名: eLife 巻: 3
  • DOI: 10.7554/elife.01977
  • NAID: 120005697221
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Suppression of the TGF-β1-induced protein expression of SNAI1 and N-cadherin by miR-199a. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Mizutani K, Minami A, Nobutani K, Kurita S, Nagino M, Shimono Y, Takai Y.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 19 号: 9 ページ: 667-675
  • DOI: 10.1111/gtc.12166
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TYRO3 as a potential therapeutic target in breast cancer (2014)
  • 著者名/発表者名: Ekyalongo RC, Mukohara T, Funakoshi Y, Tomioka H, Kataoka Y, Shimono Y, Chayahara N, Toyoda M, Kiyota N, Minami H
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 34 ページ: 3337-3345
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Absence of primary cilia in cell cycle-arrested human breast cancer cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nobutani K, Shimono Y, Yoshida M, Mizutani K, Minami A, Kono S, Mukohara T, Yamasaki T, Itoh T, Takao S, Minami H, Azuma T, Takai Y.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 19 号: 2 ページ: 141-152
  • DOI: 10.1111/gtc.12122
  • 査読あり
• [学会発表] マイクロRNA研究の歴史と現状、ゲノム薬理学への応用について (2015)
  • 著者名/発表者名: 下野 洋平
  • 学会等名: 第１回日本ゲノム薬理学会学術集会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-02-14
  • 招待講演
• [学会発表] がん幹細胞特異的マイクロＲＮＡによるＷＮＴシグナル伝達系制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 下野 洋平
  • 学会等名: 日本癌学会シンポジウム / 共同利用・共同研究拠点シンポジウム
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2015-01-21 – 2015-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] miR-142 regulates the tumorigenicity of human breast cancer stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Yohei Shimono, Shigeo Hisamori, Taichi Isobe
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] HER/NF-κB induced IGF2 loop as a fundamental mechanism for breast cancer stem and niche cell maintenance (2014)
  • 著者名/発表者名: Kana Tominaga、Teppei Shimamura、Yohei Shimono、Hideshi Ishii、Hideyuki Saya、Masaki Mori、Kei-ichiro Tada、Toshihisa Ogawa、Arinobu Tojo、Satoru Miyano、Noriko Gotoh
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Effect of natural killer cell infiltration on the growth of the mouse xenografts tumors of human breast cancers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Junko Mukohyama、Yohei Shimono、Yohei Funakoshi、Toru Mukohara、Hiroshi Matsuoka、Yoshihiro Kakeji、Hironobu Minami
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] miR-199a suppresses the TGF-β1-induced protein expression of SNAI1 and N-cadherin (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Suzuki*、Kiyohito Mizutani、Akihiro Minami*、Kentaro Nobutani、Masato Nagino、Yohei Shimono、Yoshimi Takai
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] MicroRNA-mediated regulation of the human cancer stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yohei Shimono
  • 学会等名: 札幌国際がんシンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-06-26 – 2014-06-28
  • 招待講演
• [学会発表] Activation of the Canonical Wnt Signaling Pathway and Enhancement of the Tumorigenicity of Breast Cancer Stem Cells by MicroRNA-142 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yohei Shimono, Taichi Isobe, Shigeo Hisamori, and Michael F. Clarke
  • 学会等名: 第１２回幹細胞シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [学会発表] Regulation of the Wnt signaling pathway by microRNA-142 upregulated in human breast cancer stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimono, Y.
  • 学会等名: Keystone Symposia: Stem Cells and Cancer
  • 発表場所: カナダ（バンフ）
• [学会発表] がん幹細胞研究：現状と将来展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下野 洋平
  • 学会等名: 第11回日本臨床腫瘍学会学術集会
  • 発表場所: 東北大学百年記念会館（仙台）
  • 招待講演
• [学会発表] 幹細胞異常と内科系疾患、現状と展望： 幹細胞疾患とエピジェネティクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 下野 洋平
  • 学会等名: 第110回日本内科学会講演会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム（東京）
  • 招待講演
• [学会発表] Reduction of the sialylation of nectin-like molecule 2 and enhancement of the ErbB2/ErbB3 signaling by microRNA-199a. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimono, Y.
  • 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）
• [学会発表] Nectins, afadin, and nectin-like molecules in human normal mammary and breast cancer tissues. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kitayama, M.
  • 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）
• [学会発表] MicroRNA-203 suppresses the Wnt effector TCF4 and regulates the proliferation of normal and malignant colon cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisamori, S.
  • 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）