融合フォスフォ/グライコ-プロテオミクスによるグリオーマ幹細胞の標的シグナル解析

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K14383
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 荒木 令江 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (80253722)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: glioma / cancer stem cells / proteomics

研究実績の概要

近年glioma幹細胞(GSC)の存在が示され,これを標的とした新たな悪性脳腫瘍治療法の創出が期待されている．本研究は悪性glioma新規分子標的治療薬・診断マーカー創出への基礎情報を得ることを目標にした。これまでに,悪性glioma患者組織よりglioma幹細胞(GSC)9cloneを樹立し, 独自の融合プロテオミクス法を用いて20,752分子の同定と, GSCの維持と分化に連動して経時的に変動する約1500分子のネットワークプロファイルを行った．さらに、GSCの分化に伴って変動する分子群の多くにリン酸化と糖鎖の修飾連動が起こっていることを見出した。これらの関連修飾分子とその責任酵素群および関わるネットワークの探索を新規融合フォスフォ/グライコ-プロテオミクス法の確立を介して行った。 GSC/GSC分化誘導腫瘍細胞を用いて, 2D-DIGE 法, iTRAQ法およびDNAアレイ法による融合プロテオミクスを用いたGSCの維持/分化に関わる分子の網羅的同定,リン酸化-糖鎖修飾分子解析システム(リン酸化特異的分子検出法／レクチンマイクロアレイ法/責任遺伝子qRCRアレイ法／融合型質量分析)を用いた融合フォスフォ／グライコ-プロテオミクス法の確立と, 関わる分子群の網羅的同定・発現・機能プロファイリング, データ統合による特異的シグナルネットワークの抽出、新規同定分子, 特にリン酸化分子,糖鎖関連分子,これらの責任酵素遺伝子群についてのsiRAN, 各種阻害剤等を用いた細胞生物学的/生化学的検討を行った. その結果, GSCの核内複合体の特異的なo-GlcNAcylationとリン酸化, およびこれらのトリガーとしてGSC膜の糖蛋白質CSPGと糖鎖修飾責任酵素, その相互作用因子群が同定され, これらの相互制御がMAPK/PI3Kシグナル等の細胞内増殖/分化シグナルを調節し, GSCの維持と分化に関わっていることを示唆した.

研究成果

• [国際共同研究] Khon Kaen University(Thailand)
  • 国名: タイ
  • 外国機関名: Khon Kaen University
• [雑誌論文] jPOSTrepo: an international standard data repository for proteomes (2017)
  • 著者名/発表者名: Okuda S, Watanabe Y, Moriya Y, Kawano S, Yamamoto T, Matsumoto M, Takami T, Kobayashi D, Araki N, Yoshizawa AC, Tabata T, Sugiyama N, Goto S, Ishihama Y
  • 雑誌名: Nucleic Acids Resarch 巻: 45 (D1) ページ: D1107-D1111
  • DOI: 10.1093/nar/gkw1080
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Systems biology based on the integrated proteomics for cancer research. (2017)
  • 著者名/発表者名: Araki N
  • 雑誌名: Proteome Letters 巻: 2(1) ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of fully automated two dimensional electrophoresis devise systems and their clinical applications. (2017)
  • 著者名/発表者名: Araki N, Yabe K, Matsunaga T, Sasao A, Kobayashi D, Kinoshita H.
  • 雑誌名: Proteome Letters 巻: 2(2) ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CXCL12/CXCR4 Activation by Cancer-Associated Fibroblasts Promotes Integrin b1 Clustering and Invasiveness in Gastric Cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Izumi D, Ishimoto T, Miyake K, Sugihara H, Eto K, Sawayama H, Yasuda T, Kiyozumi Y, Kaida T, Kurashige J, Imamura Y, Hiyoshi Y, Iwatsuki M, Iwagami S, Baba Y, Sakamoto Y, Miyamoto Y, Yoshida N, Watanabe M, Takamori H, Araki N, Tan P, Baba H
  • 雑誌名: Int J Cancer 巻: 138(5) ページ: 1207-19
  • DOI: 10.1002/ijc.29864
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cellular biological validations of proteomics data (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi D and Araki N
  • 雑誌名: Proteome Letters 巻: 1(1) ページ: 37-43
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] プロオミクスを基盤とした統合オミクスによる新規腫瘍マーカーと治療標的の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 荒木令江
  • 学会等名: 熊本震災復興フォーラム2016
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-02
  • 招待講演
• [学会発表] 生命システムを俯瞰するための質量分析情報解析技術とデータベースの活用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒木 令江, 河野 信
  • 学会等名: 第３９回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-12-06 – 2016-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of novel biological targets for NF1-associated tumors by func tional integrated-omics and systemsbiology (2016)
  • 著者名/発表者名: Araki N, Kobayashi D, Niibori-Nambu A, Nakamura H, Ihn H, Kuratsu J
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] “A novel "glyco-niche" signaling as a regulator of the maintenance and differentiation of cancer stem cells was identified by integrated proteomics (2016)
  • 著者名/発表者名: Norie Araki Akiko Niibori-Nambu Silsirivanit A, Yamasaki Y, Toubou H, Okanishi H, Kobayashi
  • 学会等名: The 8th Asia Oceania Human Proteome Organization (AOHUPO) Congress
  • 発表場所: Sun moon Lake, Taiwan
  • 年月日: 2016-09-22 – 2016-09-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A Novel Data Integration Tool iPEACH Identified the Specific Molecular Networks of Cancer Stem Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, Y., Nambu,A., Silsirivanit, A., Kobayashi, D., Yoshizawa, A., Kawano, S., Araki, N
  • 学会等名: The 8th Asia Oceania Human Proteome Organization (AOHUPO) Congress
  • 発表場所: Sun moon Lake, Taiwan
  • 年月日: 2016-09-22 – 2016-09-23
  • 国際学会
• [学会発表] Interactome analysis identified a novel binding manner of TCTP-translation elongation factors in Neurofibromatosis type 1 (NF1)-associated tumors (2016)
  • 著者名/発表者名: Daiki Kobayashi, Takaho Tokuda, Sato Kyosuke, Megumi Nagayama, Mio Hirayama, Sumio Ohtsuki, Norie Araki
  • 学会等名: The 8th Asia Oceania Human Proteome Organization (AOHUPO) Congress
  • 発表場所: Sun moon Lake, Taiwan
  • 年月日: 2016-09-22 – 2016-09-23
  • 国際学会
• [学会発表] Lysine propionylation is a novel post-translational modification occurring on many bacterial proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Okanishi, H., Kobayashi, D., Araki, N., Kim, K., Masui, R., Kuramitsu, S.
  • 学会等名: The 8th Asia Oceania Human Proteome Organization (AOHUPO) Congress
  • 発表場所: Sun moon Lake, Taiwan
  • 年月日: 2016-09-22 – 2016-09-23
  • 国際学会
• [学会発表] Functional integrated proteomics identified "glyco-niches" signaling as a regulator of the maintenance and differentiation of cancer stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Norie Araki Akiko Niibori-Nambu Silsirivanit A, Yamasaki Y, Toubou H, Okanishi H, Kobayashi
  • 学会等名: 15th Human Proteome Organization World Congress 2016
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2016-09-18 – 2016-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of the specific molecular networks of cancer stem cells using a novel data integration tool iPEACH (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, Y., Nambu,A., Silsirivanit, A., Kobayashi, D., Yoshizawa, A., Kawano, S., Araki, N.
  • 学会等名: 15th Human Proteome Organization World Congress (HUPO2016)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2016-09-18 – 2016-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] Interactome analysis identified the specific interaction of TCTP and EF1A2 in Neurofibromatosis type 1 (NF1)-associated tumors (2016)
  • 著者名/発表者名: Daiki Kobayashi, Takaho Tokuda, Sato Kyosuke, Megumi Nagayama, Mio Hirayama, Sumio Ohtsuki, Norie Araki
  • 学会等名: 15th Human Proteome Organization World Congress (HUPO2016)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2016-09-18 – 2016-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] A novel post-translational modification: lysine propionylation was identified in bacterial species (2016)
  • 著者名/発表者名: Okanishi, H., Kobayashi, D., Araki, N., Kim, K., Masui, R., Kuramitsu, S.
  • 学会等名: 15th Human Proteome Organization World Congress (HUPO2016)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2016-09-18 – 2016-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] Interactome解析によるNF1腫瘍内のTCTP-翻訳慎重因子複合体の機能解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林大樹、徳田高穂、佐藤恭介、長山慈、平山未央、大槻純夫、荒木令江
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2016年大会(第14回JHUPO)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-07-28 – 2016-07-29
  • 国際学会
• [学会発表] グリオーマ幹細胞の維持・分化に関わる新規マーカー分子群の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 當房浩一、南部晶子、Atit Silsirivanit、山崎吉宗、小林大樹、荒木令江
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2016年大会(第14回JHUPO)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-07-28 – 2016-07-29
  • 国際学会
• [学会発表] 生物に広く存在するアシル化修飾の働き：アセチル化、プロピオニル化、スクシニル化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡西 広樹，小林 大樹，荒木令江，増井良治，倉光 成紀
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2016年大会(第14回JHUPO)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-07-28 – 2016-07-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Informatics & Systems Biology, プロテオーム統合データベースjPOSTの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 五斗進，奥田修二郎，渡辺由，守屋勇樹，河野信，山本格，松本雅記，高見知代，小林大樹，荒木令江，吉沢明康，田畑剛，杉山直幸，石濱泰
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2016年大会(第14回JHUPO)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-07-28 – 2016-07-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 学会賞受賞講演:プロテオミクスを基盤としたシステムズバイオロジーの腫瘍研究への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒木令江
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2016年大会(第14回JHUPO)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-07-26 – 2016-07-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] O-GlcNAcylation regulates stemness-maintenance and differentiation of glioma stem cell (2016)
  • 著者名/発表者名: Silsirivanit A, Akiko Niibori-Nambu, Nagai M, Kobayashi D, Nagayama M, Araki N.
  • 学会等名: The 5th International Biochemistry and Molecular Biology Conference
  • 発表場所: Songkhla, Thailand
  • 年月日: 2016-05-26 – 2016-05-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部腫瘍医学分野
  • URL: http://www.medphas.kumamoto-u.ac.jp/research/bunya/47.html
• [備考] jPOST :Japan Proteome Standard Repository/Database
  • URL: http://jpost.org/
• [備考] プロテオーム統合データベースｊＰＯＳＴを開発～アジア・オセアニア唯一の国際標準データリポジトリ
  • URL: http://www.kumamoto-u.ac.jp/whatsnew/seimei/20160502