ＴＧＦーβシグナルによる転写調節とがん悪性化機構

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05774
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 宮園 浩平 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (90209908)
• 研究期間 (年度): 2015-05-29 – 2020-03-31
• キーワード: 細胞内シグナル伝達 / 細胞医化学 / がん微小環境 / がん幹細胞 / ゲノム科学

研究実績の概要

（１）TGF-β-Smadのダイナミックな転写調節機構の解明：TGF-βとRasがん遺伝子の協調作用とp53ファミリー（p53とp63)との関連を中心に明らかにした。p53に遺伝子変異を有するヒト表皮細胞を用いてp63の２つのスプラインシングアイソフォームの一つのΔNp63のDNA結合パターンをChIP-seq法などで解析した。活性型RasとTGF-βシグナルの存在下では変異型p53がユビキチンープロテアソーム経路で分解され、その結果ΔNp63の結合部位が増加することが明らかとなった。
（２）TGF-βによるEMTの調節機構と多彩な表現型の解析：乳がん細胞株MDA-231-DなどでZEB1の転写制御機構を網羅的に明らかにした。ZEB1はこれまで知られていた標的遺伝子に加えて、炎症関連遺伝子群の発現を制御すること（ZEB1関連分泌、ZEB1-SP)を見出した。ZEB1-SPのがん進展における関与を明らかにするためマウス乳がん細胞4T1を用いて検討したところ、ZEB1過剰発現により転移を促進する細胞群が腫瘍に集積していることが観察された。
RNAの選択的スプライシングに関わるタンパク質ESRPはEMTに大きな影響を与える。腎臓がん細胞ではESRP2が発現しており、ESRP2の標的遺伝子の発現パターンがユビキチンリガーゼArkadiaの発現と相関していることが明らかとなった。ArkadiaはESRP2と結合してESRP2をユビキチン化し、協調して腎臓がん細胞の増殖を抑制した。
（３）がんの浸潤・転移を促進するTGF-βの多彩な作用の解明：肺腺がんで新たに同定したTGF-β標的遺伝子Tuft1とRBM47の機能解析を行った。RBM47は転写因子Nrf2の作用を介して、酸素消費量やがん幹細胞の割合、マウスモデルでの腫瘍増大速度を制御していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画に従い研究を順調に推進している。いくつかの興味深い成果が得られ、英文原著論文を発表または投稿準備中である。平成27年度はZEB1標的遺伝子の同定と機能解析の結果、当初の予想に反し、ZEB1関連分泌現象（ZEB1-SP)という炎症・免疫関連分子の分泌を誘導する現象が明らかとなったことから研究費の繰越を行なったが、その後研究は順調に進行した。

今後の研究の推進方策

当初の計画に沿って順調に研究が進行している。引き続き、計画に沿って研究を行う予定である。

研究成果

• [国際共同研究] Uppsala University(Sweden)
  • 国名: スウェーデン
  • 外国機関名: Uppsala University
• [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology/University of California, San Francisco(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Massachusetts Institute of Technology/University of California, San Francisco
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 2
• [雑誌論文] The Arkadia-ESRP2 axis suppresses tumor progression: analyses in clear-cell renal cell carcinoma (2016)
  • 著者名/発表者名: Mizutani A, Koinuma D, Seimiya H, Miyazono K.
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 35 ページ: 3514-3523
  • DOI: 10.1038/onc.2015.412.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RNA-binding motif protein 47 inhibits Nrf2 activity to suppress tumor growth in lung adenocarcinoma (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakurai T, Isogaya K, Sakai S, Morikawa M, Morishita Y, Ehata S, Miyazono K, Koinuma D.
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 35 ページ: 5000-5009
  • DOI: 10.1038/onc.2016.35
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanisms of action of bone morphogenetic proteins in cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: Davis H, Raja E, Miyazono K, Tsubakihara Y, Moustakas A.
  • 雑誌名: Cytokine Growth Factor Rev. 巻: 27 ページ: 81-92
  • DOI: 10.1016/j.cytogfr.2015.11.009
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Integrated nanotechnology platform for tumor-targeted multimodal imaging and therapeutic cargo release (2016)
  • 著者名/発表者名: Hosoya H, Dobroff AS, Driessen WH, Cristini V, Brinker LM, Staquicini FI, Cardo-Vila M, D'Angelo S, Ferrara F, Proneth B, Lin YS, Dunphy DR, Dogra P, Melancon MP, Stafford RJ, Miyazono K, Gelovani JG, Kataoka K, Brinker CJ, Sidman RL, Arap W, Pasqualini R.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 113 ページ: 1877-1882
  • DOI: 10.1073/pnas.1525796113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] MicroRNA-31 is a positive modulator of endothelial-mesenchymal transition and associated secretory phenotype induced by TGF-β. (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsura A, Suzuki HI, Ueno T, Mihira H, Yamazaki T, Yasuda T, Watabe T, Mano H, Yamada Y, Miyazono K.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 21 ページ: 99-116
  • DOI: 10.1111/gtc.12323
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Prolonged exposure to TGF-β stabilizes stem-cell state of breast cancer cells through activation of Akt signaling (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsuno Y, Miyazono K, Derynck R.
  • 学会等名: Tenth AACR-JCA Joint Conference on Breakthroughs in Cancer Research: From Biology to Therapeutics
  • 発表場所: Maui, Hawaii, U.S.A.
  • 年月日: 2016-02-16 – 2016-02-20
  • 国際学会
• [学会発表] Autocrine BMP-4 is a novel therapeutic target for colorectal cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama Y, Ehata S, Morishita Y, Watanabe T, Miyazono K.
  • 学会等名: Tenth AACR-JCA Joint Conference on Breakthroughs in Cancer Research: From Biology to Therapeutics
  • 発表場所: Maui, Hawaii, U.S.A.
  • 年月日: 2016-02-16 – 2016-02-20
  • 国際学会
• [学会発表] Decreased expression of TGFBR3 promotes progression of renal cell carcinomas through a multi-step mechanism (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishida J, Ehata S, Miyazono K.
  • 学会等名: Tenth AACR-JCA Joint Conference on Breakthroughs in Cancer Research: From Biology to Therapeutics
  • 発表場所: Maui, Hawaii, U.S.A.
  • 年月日: 2016-02-16 – 2016-02-20
  • 国際学会
• [学会発表] TGF-β2-TGBR3シグナルは淡明細胞型腎細胞癌の癌幹細胞制御に重要な因子である (2015)
  • 著者名/発表者名: 西田 純、江幡正悟、宮園浩平
  • 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: 名古屋国際会議場・名古屋
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] Regulation of cancer invasion and metastasis by TGF-β signalling (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyazono K.
  • 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・名古屋
  • 年月日: 2015-10-08 – 2015-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] Role of TGFBR3 in the regulation of renal cancer-initiating cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishida J, Ehata S, Miyazono K.
  • 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・名古屋
  • 年月日: 2015-10-08 – 2015-10-10
• [学会発表] Regulation of the progression of lung cancer by TGF-β (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyazono K, Koinuma D, Ehata S.
  • 学会等名: FASEB Science Research Conference "The TGF-β Superfamily: Signaling in Development and Disease"
  • 発表場所: Snowmass, CO, U.S.A.
  • 年月日: 2015-07-12 – 2015-07-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 東京大学大学院医学系研究科病因・病理学専攻分子病理学分野
  • URL: http://beta-lab.umin.ac.jp