発癌性チロシンキナーゼによる腫瘍発生機構の解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K21746
• 研究機関: 国立研究開発法人国立がん研究センター
• 研究代表者: 小林 進 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, 分野長
• 研究期間 (年度): 2018 – 2021
• キーワード: 肺がん / EGFR / チロシンキナーゼ / β-catenin / チロシンキナーゼ阻害薬

研究実績の概要

EGFR遺伝子活性型変異を伴う非小細胞肺癌に対して、現在までに第3世代までのEGFRチロシンキナーゼ阻害薬(TKI)が承認され、予後も劇的に改善されている。しかし、一度縮小した腫瘍は2年ほどで耐性を示すようになり、完全治癒はいまだ達成されていない。この耐性機序の解明には活性型EGFRの発がんにおける役割を理解することが重要である。我々は、活性型EGFRによる肺癌形成において、活性型EGFRがβ-cateninの4箇所(Y142, Y670, Y716、Y748)のチロシンリン残基を直接リン酸化し、β-cateninのタンパク安定化に寄与することを示したが、β-cateninの別のチロシン残基であるY333がEGFR-TKI阻害剤存在下では別のチロシンキナーゼであるSRCによってリン酸化されることを見出した。令和2年度には、SRCはシュードキナーゼであるROR1によって活性化されること、またY333のリン酸化部位の変異体を用いて、β-cateninはY333のリン酸化によってTBX5と結合し、抗アポトーシスたんぱくであるBCL-XLを増強させ、Drug-Tolerant Persiser (DTP)細胞の生存に寄与していること、さらにBCL-XLのノックアウトマウスではTKIに対する耐性がおこらないことを見出した。この結果は、BCL-XLの活性を制御することによってDTP細胞の出現を抑制し、EGFR-TKI阻害剤耐性を防ぐことができる可能性を示した。

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

平成30年度～令和2年度の3年間で、交付申請書に記載した実験計画をほぼ終了し、活性型EGFR及びSRCによるβ-cateninのリン酸化の役割を解明し、この経路ををターゲットとする治療戦略を提示することができたと考えている。現在実験結果をまとめ論文投稿中である。

今後の研究の推進方策

本研究では、活性化EGFRによる肺がん形成、TKIに対する耐性獲得のメカニズム双方にβ-cateninのチロシンリン酸化が重要であることを見出した。特に、TKI存在下、非存在下ではリン酸化部位とその責任キナーゼが異なっていること、TKI存在下ではSRCによってY333がリン酸化され、その結果転写因子であるTBX5を介してBCL-XLの発現変化誘導し、DTP細胞の出現をサポートすることがわかった。さらに、BCL-XLを抑制することによってDTP細胞の出現を抑制し、EGFR-TKIであるオシメルチニブによる耐性の出現を回避できることも明らかになった。現在これらの結果をまとめて投稿中である。

次年度使用額が生じた理由

上記で述べたように、本研究で提案した実験計画はほぼ終了し、現在これらの結果をまとめて投稿中である。論文の追加実験を要求された場合に備え、一年間の研究期間の延長が承認されている。

研究成果

• [国際共同研究] Beth Israel Deaconess Medical Center/New York University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Beth Israel Deaconess Medical Center/New York University
• [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)
  • 国名: シンガポール
  • 外国機関名: National University of Singapore
• [雑誌論文] Alternative splicing of APOBEC3D generates functional diversity and its role as a DNA mutator (2020)
  • 著者名/発表者名: Takei H, Fukuda H, Pan G, Yamazaki H, Matsumoto T, Kazuma Y, Fujii M, Nakayama S, Kobayashi IS, Shindo K, Yamashita R, Shirakawa K, Takaori-Kondo A, Kobayashi SS.
  • 雑誌名: Int J Hematol. 巻: 112 ページ: 395-408
  • DOI: 10.1007/s12185-020-02904-y
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Long-read sequencing for non-small-cell lung cancer genomes (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y, Xu L, Seki M, Yokoyama TT, Kasahara M, Kashima Y, Ohashi A, Shimada Y, Motoi N, Tsuchihara K, Kobayashi SS, Kohno T, Shiraishi Y, Suzuki A, Suzuki Y
  • 雑誌名: Genome Res. 巻: 30 ページ: 1243-1257
  • DOI: 10.1101/gr.261941.120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical Benefit of Tyrosine Kinase Inhibitors in Advanced Lung Cancer with EGFR-G719A and Other Uncommon EGFR Mutations. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sehgal K, Rangachari D, VanderLaan PA, Kobayashi SS, Costa DB
  • 雑誌名: Oncologist 巻: 26 ページ: 281-287
  • DOI: 10.1002/onco.13537
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Osimertinib Plus Savolitinib Is Mediated by MET-D1228 and MET-Y1230 Mutations in EGFR-Mutated MET-Amplified Lung Cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: Piper-Vallillo AJ, Halbert BT, Rangachari D, Kobayashi SS, Costa DB.
  • 雑誌名: JTO Clinical and Research Reports 巻: 1 ページ: 100071
  • DOI: 10.1016/j.jtocrr.2020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Combination treatment with a PI3K/Akt/mTOR pathway inhibitor overcomes resistance to anti-HER2 therapy in PIK3CA-mutant HER2-positive breast cancer cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Y, Morita TY, Ohashi A, Haeno H, Hakozaki Y, Fujii M, Kashima Y, Kobayashi SS, and Mukohara T
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 21762
  • DOI: 10.1038/s41598-020-78646-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HSP90 inhibition overcomes EGFR amplification-induced resistance to third-generation EGFR-TKIs (2020)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Goto Y, Yasuda H, Kohno T, Motoi N, Ohe Y, Nishikawa H, Kobayashi SS, Kuwano K, Togashi Y
  • 雑誌名: Thorac Cancer ページ: 631-642
  • DOI: 10.1111/1759-7714.13839
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preclinical characterization of mobocertinib highlights the putative therapeutic window of this novel EGFR inhibitor to EGFR exon 20 insertion mutations (2020)
  • 著者名/発表者名: Vasconcelos PENS, Kobayashi IS, Kobayashi SS, Costa DB
  • 雑誌名: JTO Clin Res Rep 巻: 2 ページ: 100105
  • DOI: 10.1016/j.jtocrr.2020.100105
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] A novel germline mutation in the non-coding region of BRCA2, c.-40+1 G>A, is associated with hereditary breast cancer. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yumi Hakozaki, Yumi Fujimoto, Susumu S. Kobayashi, Mineko Ushiama, Yumie Hiraoka, Kenichi Harano, Takahiro Kogawa, Satoshi Fujii, Takeshi Kuwata, Teruhiko Yoshida, Akihiro Ohashi and Toru Mukohara
  • 学会等名: AACR
  • 国際学会
• [学会発表] Multiomics approaches to clarify adaptive mechanisms of cancer cells to antiproliferative effects by chromosomal instability (2020)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Y. Morita, Hiroshi Haeno, Hideki Makinoshima, Ayako Suzuki, Susumu S. Kobayashi, and Akihiro Ohashi.
  • 学会等名: AACR-NCI-EORTC International Conference on Molecular Targets and Cancer Therapeutics
  • 国際学会
• [学会発表] Overview of drug resistance to TKI (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林 進
  • 学会等名: 第61回日本肺癌学会
  • 招待講演
• [図書] 医学の歩み (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林 進
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 血液内科 (2020)
  • 著者名/発表者名: 江口 基紀、小林 進、南 陽介
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 科学評論社
• [備考] 申請者のホームページ
  • URL: https://www.ncc.go.jp/jp/epoc/division/translational_genomics/kashiwa/index.html