分岐を伴った上皮管腔組織構造の形成・維持の分子機構

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 上皮管腔組織の形成・維持と破綻における極性シグナル制御の分子基盤の確立
• 研究課題/領域番号: 23112004
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 菊池 章 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10204827)
• 研究分担者: 麓 勝己 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40467783)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 上皮菅腔組織形成 / 極性 / シグナル伝達 / Arl4c / Dkk1 / Wnt / EGF / CKAP4

研究実績の概要

WntまたはRas/MAPKシグナルに依存して、ヒト大腸癌および肺腺癌においてArl4cが高発現すること、およびその発現抑制が腫瘍形成を抑制することを去年度までに報告した。本年度はArl4cが肺扁平上皮癌において、WntおよびRas/MAPKシグナル非依存的に高発現していることを新たに見出し、高発現症例ではArl4c遺伝子領域が低メチル化状態になっていることを発見した。DNA脱メチル化酵素TETをノックアウトした肺扁平上皮癌細胞でArl4cの発現が抑制されることから、ヒトがんにおけるDNAメチル化を介したArl4cの新たな発現調節機構が明らかになった。
また、極性化MDCK細胞においてWntシグナル抑制因子であるDkk1が細胞増殖を促進することを見出し、Dkk1の新規受容体としてCKAP4を同定した。Dkk1とCKAP4は膵癌と肺腺癌、肺扁平上皮癌において高発現すること、両タンパク質の共発現症例が予後不良であることを明らかにした。さらに、抗CKAP4抗体は皮下ゼノクラフト腫瘍形成を阻害したことから、Dkk1-CKAP4シグナルもまた癌の創薬標的となる可能性が示唆された。
培養細胞を用いた実験系に加え、胎生期マウスから摘出した肺および唾液腺原基の器官培養法を確立した。肺原基を用いた解析では、FGF10に加えて、Wntシグナルを活性化すると、上皮原基が持続的にBud構造を形成し、管腔構造が誘導されることを見出した。Wntシグナルが肺上皮細胞の頂底極性と細胞分裂軸を制御し、分裂期細胞による異常な組織貫入を抑制することで、肺の分岐形状を適正化する機構を明らかにした。
外分泌腺である唾液腺原基を用いた解析では、Wntシグナルの活性化が腺房上皮への分化を抑制することを見出し、WntとKITシグナルの活性化バランスが発生過程における管腔形態形成から腺房分化へのスイッチングを調節する新たな機構を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Department of Physiology/School of Medicine/Southern Illinois University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Department of Physiology/School of Medicine/Southern Illinois University
• [雑誌論文] Wnt-Myb pathway suppresses KIT expression to control the timing of salivary proacinar differentiation and duct formation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, S., Kurimoto, T., Taketo, M., Fujii, S., and Kikuchi, A.
  • 雑誌名: Development 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] CKAP4 is involved in tumor progression as a Dickkopf1 receptor. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Fumoto, K., Shojima, K., Nojima, S., Osugi, Y., Tomihara, H., Eguchi, H., Shintani, Y., Endo, E., Inoue, M., Doki, Y., Okumura, M., Morii, E., and Kikuchi, A.
  • 雑誌名: J. Clin. Invest. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active and water-soluble form of lipidated Wnt protein is maintained by a serum glycoprotein afamin/α-albumin. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mihara, E., Hirai, H., Yamamoto, H., Tamura-Kawakami, K., Matano, M., Kikuchi, A., Sato, T., and Takagi, J.
  • 雑誌名: eLife 巻: 5 ページ: e11621
  • DOI: 10.7554/eLife.11621.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] WNT5a is required for normal ovarian follicle development and antagonizes gonadotropin responsiveness in granulosa cells by suppressing canonical WNT signaling. (2016)
  • 著者名/発表者名: Abedini, A., Zamberlam, G., Lapointe, E., Tourigny, C., Boyer, A., Paquet, M., Hayashi, K., Honda, H., Kikuchi, A., Price, C., and Boerboom, D.
  • 雑誌名: FASEB J. 巻: 30 ページ: 1534-1547
  • DOI: 10.1096/fj.15-280313.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Wnt5a-Ror2 axis promotes the signaling circuit between interleukin-12 and interferon-γ in colitis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, A., Kayama, H., Shojima, K., Matsumoto, S., Koyama, H., Minami, Y., Nojima, S., Morii, E., Honda, H., Takeda, K., Kikuchi, A.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 ページ: 10536
  • DOI: 10.1038/srep10536.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The P2Y2 receptor promotes Wnt3a and EGF-induced epithelial tubular formation of IEC6 cells by binding to integrins. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ibuka, S., Matsumoto, S., Fujii, S., Kikuchi, A.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 128 ページ: 2156-2168
  • DOI: 10.1242/jcs.169060.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wnt5a promotes cancer cell invasion and proliferation by receptor-mediated endocytosis-dependent and -independent mechanisms, respectively. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shojima, K., Sato, A., Hanaki, H., Tsujimoto, I., Nakamura, M., Hattori, K., Sato, Y., Dohi, K., Hirata, M., Yamamoto, H., and Kikuchi, A.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 ページ: 8042
  • DOI: 10.1038/srep08042.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Basolateral secretion of Wnt5a in polarized epithelial cells is required for apical lumen formation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, H., Awada, C., Matsumoto, S., Kaneiwa, T., Sugimoto, T., Takao, T., and Kikuchi, A.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 128 ページ: 1051-1063
  • DOI: 10.1242/jcs.163683.
  • 査読あり
• [学会発表] Implication of Arl4c expression in tubulogenesis and tumorigenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Kikuchi
  • 学会等名: 第31回国際生物学賞記念シンポジウム。
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2015-12-05 – 2015-12-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fine- tuning of differentiation and morphogenesis of tubular organs by Wnt signaling. (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Kikuchi
  • 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: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-04 – 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 上皮管腔形成研究を基盤にしたがん治療のための新規標的分子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菊池章
  • 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
  • 年月日: 2015-10-09 – 2015-10-09
  • 招待講演
• [学会発表] 増殖因子シグナルによる上皮形態形成の分化と制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菊池章
  • 学会等名: 第6回Molecular Cardiovascular Conference Ⅱ
  • 発表場所: ヒルトン福岡シーホーク
  • 年月日: 2015-09-05 – 2015-09-05
  • 招待講演
• [学会発表] Fine-tuning regulation of salivary gland morphogenesis and differentiation by Wnt signaling (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Kikuchi
  • 学会等名: 第2回国際シンポジウム「Epithelial Tubulology」
  • 発表場所: 北海道大学医学部フラテホール
  • 年月日: 2015-08-22 – 2015-08-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Wnt5aシグナル伝達―その異常のがんと炎症における意義 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菊池章
  • 学会等名: 第48回日本整形外科学会骨・軟部腫瘍学術集会
  • 発表場所: かがわ国際会議場
  • 年月日: 2015-07-10 – 2015-07-10
  • 招待講演
• [備考] 大阪大学 分子病態生化学
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/molbiobc/index.html
• [備考] 上皮菅腔組織形成
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/molbiobc/tubulology/
• [産業財産権] CKAP4を標的分子とした抗腫瘍剤 (2016)
  • 発明者名: 菊池章
  • 権利者名: 菊池章
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2016/052485
  • 出願年月日: 2016-01-28
  • 外国