癌細胞の細胞死や悪性転化に関与するタンパク分子の網羅的高感度解析と癌予防剤の開発

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15590068
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 新潟薬科大学 (2004); 昭和大学 (2003)
• 研究代表者: 中谷 一泰 新潟薬科大学, 応用生命科学部, 教授 (40053855)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• キーワード: 癌予防剤 / dUTPase / アポトーシス / DNA合成阻害 / シコニン誘導体 / チロシンキナーゼ / 分子標的 / 細胞死

研究概要

本研究の目的は、質量分析装置を用いて、癌細胞のアポトーシス誘導時や悪性転化、転移能の獲得時に発現量や化学修飾レベルの変動するタンパク質群を高感度・高精度で検出する方法を確立し、それら変動する分子の中で癌予防剤の分子標的として適しているものを選択することである。
昨年度は、我々が開発したチロシンキナーゼを特異的に阻害するアポトーシス誘導剤であるβ-ヒドロキシイソバレリルシコニンで肺癌DMS114細胞を処理し、二次元ゲル電気泳動法で分析後、質量分析装置(Micromass製Q-Tof)によりリン酸化反応が阻害されたタンパク質のうちの一つをdUTPase(deoxyuridine triphosphate nucleotidohydroxylase)と同定した。dUTPaseはDNA合成に重要な役割を果たしており、抗癌剤や癌予防剤の分子標的として重要であると考えられるので、この結果をさらに詳細に調べた。まず、dUTPaseに対する抗体を用いてウエスタンブロット法で調べた結果、β-ヒドロキシイソバレリルシコニンで肺癌DMS114細胞を処理した結果、リン酸化されたdUTPaseが減少していることがわかった。また、dUTPaseのmRNAに対するRNAiをDMS114細胞に導入してdUTPaseの発現を減少させ、β-HIVSで処理したところアポトーシスの誘導が増強された。さらに実際にdUTPaseの活性を測定したところ、β-ヒドロキシイソバレリルコニンで処理後30分以内にdUTPaseの活性が顕著に減少した。dUTPaseの活性をこのように顕著に減少させる薬剤はβ-ヒドロキシイソバレリルシコニン以外には見出せなかったので、このシコニン誘導体の毒性をさらに低下させた化合物が癌予防剤として適していると結論した。

研究成果

• [雑誌論文] β-Hydroxyisovalerylshikonin and cisplatin act synergistically to inhibit growth and to induce apoptosis of human lung cancer DMS114 cells via a tyrosine kinase-dependent pathway. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ying Xu et al.
  • 雑誌名: Oncology 66・1 ページ: 67-75
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of cytosolic prostaglandin E synthase by phosphorylation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Kobayashi et al.
  • 雑誌名: Biochem.J. 381・1 ページ: 59-69
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mechanisms involved in apoptosis of human macrophages induced by Lipopoly-saccharide from Actinobacillus actinomycetemcomitans in the presence of cycloheximide. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takao Suzuki et al.
  • 雑誌名: Infect.Immun. 72・4 ページ: 1856-1865
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of tumor necrosis factor receptor-associated protein 1 (TRAP1) in apoptosis induced by β-hydroxyisovalerylshikonin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Masuda et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279・41 ページ: 42503-42515
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 抗癌剤・神経変性剤・味覚変換剤開発のための基礎研究 (2004)
  • 著者名/発表者名: 中谷一泰
  • 雑誌名: 薬学雑誌 124・7 ページ: 371-396
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide promotes differentiation of mouse neural stem cells into astrocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fusako Ohno et al.
  • 雑誌名: Regul.Pept. 126・1-2 ページ: 115-122
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] β-Hydroxyisovalerylshikonin and cisplatin act synergistically to inhibit growth and to induce apoptosis of human lung cancer DMS114 cells via a tyrosine kinase-dependent pathway. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ying Xu, Sachiko Kajimpto, Shigeo Nakajo, Kazuyasu Nakaya
  • 雑誌名: Oncology 66 ページ: 67-75
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of cytosolic prostaglandin E synthase by phosphorylation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Kobayashi, Yoshito Nakatani, Toshihiro Tanioka, Masafumi Tsujimoto, Shigeo Nakajo, Kazuyasu, Nakaya, Makoto Murakami, Ichiro Kudo
  • 雑誌名: Biochem J. 381 ページ: 59-69
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mechanisms involved in apoptosis of human macrophages induced by lipopolysaccharide from Actinobacillus actinomycetemcomitans in the presence of cycloheximide. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takao Suzuki, Makoto Kobayashi, Kyoko Isatsu, Tatsuji Nishihara, Toshihiro Aiuchi, Kazuyasu Nakaya, Kohji Hasegawa
  • 雑誌名: Infect Immun. 72(4) ページ: 1856-1865
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of tumor necrosis factor receptor-associated protein 1 (TRAP1) in apoptosis induced by β-hydroxyisovalerylshikonin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Masuda, Genryu Shima, Toshihiro Aiuchi, Masayo Horie, Koichi Hori, Shigeo Nakajo, Toshiko Sachiko Kajimotc Shibayama-lmazu, Kazuyasu Nakaya
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279(41) ページ: 42503-42515
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Basic studies for the development of anticancer, antidementia, and taste modifier drugs. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kazuyasu Nakaya
  • 雑誌名: YAKUGAKU ZASSHI 124 ページ: 371-396
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] β-Hydroxyisovalerylshikonin induces apoptosis in human leukemia cells by inhibiting the activity of a polo-like kinase 1. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Masuda et al.
  • 雑誌名: Oncogene 22・7 ページ: 1012-1023
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vitamin K_2 selectively induced apoptosis in ovarian TYK-nu and pancreatic MIA Paca-2 cells out of eight solid tumor cell lines through a mechanism different from geranylgeraniol (2003)
  • 著者名/発表者名: Toshiko Shibayama-Imazu et al.
  • 雑誌名: J.Cancer Res.Clin.Oncol. 129・1 ページ: 1-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A shikoni derivative, β-hydroxyisovalerylshikonin, is an ATP-non-competitive inhibitor of protein tyrosine kinases. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kazuyasu Nakaya
  • 雑誌名: Anti-Cancer Drugs 14・9 ページ: 683-693
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] β Hydroxyisovalerylshikonin induces apoptosis in human leukemia cells by inhibiting the activity of a polo-like kinase 1. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Masuda, Ayano Nishida, Kouichi Hori, Takahiro Hirabayashi, Sachiko Kajimoto, Shigeo Nakajo, Takeshi Kondo, Masahiro Asaka, Kazuyasu Nakaya
  • 雑誌名: Oncogene 22(7) ページ: 1012-1023
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Vitamin K_2 selectively induced apoptosis in ovarian TYK-nu and pancreatic MIA Paca-2 cells out of eight solid tumor cell lines through a mechanism different from geranylgeraniol. (2003)
  • 著者名/発表者名: Toshiko Shibayama-Imazu, Shizuka Sakairi, Akiko Watanabe, Toshihiro Aiuchi, Shigeo Nakajo, Kazuyasu Nakaya
  • 雑誌名: J.Cancer Res.Clin.Oncol. 129 ページ: 1-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A shikoni derivative, β-hydroxyisovalerylshikonin, is an ATP-non-competitive inhibitor of protein tyrosine kinases. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kazuyasu nakaya, Tadashi Miyasaka
  • 雑誌名: Anti-Cancer Drugs 14 ページ: 683-693
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The expression of estrogen receptor α, retinoic acid receptor α, and cellular retinoic acid binding protein II genes is co-ordinately regulated in human breast cancer cells.
  • 著者名/発表者名: Min Lu et al.
  • 雑誌名: Oncogene (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide promotes differentiation of mouse neural stem cells into astrocytes.
  • 著者名/発表者名: Fusako Ohno, Jun Watanabe, Hohkai Sekihara, Takahiro Hirabayashi, Satoru Arata, Sakae Kikuyama, Seiji Shioda, Kazuyasu Nakaya, Shigeo Nakajo S
  • 雑誌名: Regul Pept. (in press.)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The expression of estrogen Receptor a, retinoic acid receptor a, and cellular retinoic acid binding protein II genes is co-ordinately regulated in human breast cancer cells.
  • 著者名/発表者名: Min Lu, Rafael-Mira-y-Lopez, Shigeo Nakajo, Kazuyasu Nakaya, Yongkui Jing
  • 雑誌名: Oncogene (in press.)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より