プロテオーム解析による口腔癌の分子標的の探索とそのオーダーメード医療への展開

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15390615
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 岡本 哲治 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (00169153)
• 研究分担者: 林堂 安貴 広島大学, 医学部・歯学部附属病院, 講師 (70243251) ; 虎谷 茂昭 広島大学, 医学部・歯学部附属病院, 講師 (90172220)
• キーワード: 分子標的治療 / cDNAマイクロアレイ解析 / プロテオーム解析 / アポトーシス / 血管新生 / 遺伝子・蛋白発現プロファイリング / 細胞周期 / MALDI-TOFMS法

研究概要

ヒト癌においては、種々の増殖因子や受容体の発現異常が伴うことが報告されており、これらの分子を標的とした分子標的治療薬に大きな期待が集まっている。EGFRの過剰発現は、頭頚部癌、乳癌、肺癌をはじめとした多くの癌において報告されており、EGFRを標的とした癌治療の有用性が期待されている。そこで、本研究では、EGFRに対する中和抗体による唾液腺癌の分子標的治療の可能性について検討するとともに、その分子機構について研究を行った。cDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析、蛍光標識二次元ディファレンシャルゲル電気泳動法およびMALDI-TOFMS法を用いたプロテオーム解析法を用いて、12-93抗体処理により変動する遺伝子群および蛋白群の解析を行った。また、ヌードマウス背部皮下移植系を用いたin vivoでの腫瘍増殖に及ぼす影響を検討し、以下のことが明らかとなった。
1.12-93抗体処理48時間後より、Caspase-3、7、8、9の切断をみとめた。また、処理48時間後までBcl-2の発現低下とBaxの発現上昇および著しいPARPの切断を認めた。
2.cDNAマイクロアレイ解析の結果、p18、p27、Caspase-3、Caspase-8、Fas associated death domain Proteinなどの遺伝子群の発現上昇MMP-1、MMP-7、VEGF-A、VEGF-C、FGHの発現低下を認めた。
3.プロテオーム解析の結果、検討した3,000種類の蛋白群のうち、Heat shock protein-70など161種類の蛋白群の発現亢進と、VimentinおよびLaminA/Cなど126種類の蛋白群の発現低下を認めた。以上の結果から、12-93抗体はErk1/2、Aktリン酸化活性の抑制およびp18、p27遺伝子発現を促進し、G1期からS期への細胞周期の進行を阻害することにより、腫瘍細胞の増殖を抑制することが示唆された。また、JNKリン酸化活性および,その下流のCaspase-3、7、8の活性の促進を介して、Lamin A/Cの切断を誘導し、Caspase-9の活性を介してVimentinの切断を誘導することで、細胞のアポトーシスを引き起こすと考えられた。さらに、12-93はHeat shock Protein-70を誘導し、アポトーシス後の細胞修復をおこすと推測された。また、VEGF-A、-C、MMP-1、-7およびFGF-1の発現抑制は増殖抑制および造腫瘍能を低下させたもう一つの要因であると考えられた。EGFR抗体を用いた唾液腺癌の分子標的治療の有用性が示唆された。また、DNAマイクロアレイ・プロテオーム解析を用いた遺伝子・蛋白発現プロファイリングは分子標的治療の標的分子および治療効果を予測する上で有用性が高いと考えられた.

研究成果

• [文献書誌] Asada, N., Y.Tanaka, Y.T.Okamoto, 他7名: "Expression of fibroblast growth factor (FGF) receptor genes in human hepatoma-derived cell lines"In Vitro Cellular Developmental Biology. 39. 321-328 (2003)
• [文献書誌] Y.Fukui, M.Furue, Y.T.Okamoto他3名: "Long-term culture of Xenopus presumptive ectoderm in a nutrient-supplemented culture medium"Development Growth & Differentiation. Vol.45,5-6. 499-506 (2003)
• [文献書誌] T.Ojika, M., Islam Kamrul, Okamoto, T., 他3名: "Three New Cytotoxic Acylspermidines from a Soft Coral, Sinularia sp"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 67(6). 1410-1412 (2003)
• [文献書誌] E.J.Park, I.Takahashi, J.Ikeda, K.Kawahara, T.Okamoto, et al., 他7名: "Clonal Expansion of Double-Positive Intraepithelial Lymphocytes by MHC Class I-Related Chain A (MICA) Expressed in Mouse Small Intestinal Epithelium"The Journal of Immunology. 171. 4131-4139 (2003)
• [文献書誌] Y.Hayashido, M.Nakashima, T.Okamoto, 他6名: "Role of stromal thrombospondin-1 in motility and proteolytic activity of oral squamous cell carcinoma cells"Int.J.Molecular Medicine. 12:. 447-452 (2003)
• [文献書誌] Hayashido, Y, Urabe, Okamoto, T, 他3名: "Participation of fibroblasts in MMP-2 binding and activation on the surface of oral squamous cell carcinoma cells"Int.J.Oncol.. 22(3). 657-662 (2003)