| 研究課題/領域番号 |
17K07174
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
大坪 和明 熊本大学, 大学院生命科学研究部(保), 教授 (30525457)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | シアリルTn抗原 / インテグリン / 抗酸化酵素 / エクソソーム |
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| 研究実績の概要 |
がんの進展に伴って生じる低酸素環境へのがん細胞の応答は浸潤・転移、血管新生等に深く関与しているが、その詳細な分子機構や意義は十分には解明されていない。これまで申請者らは腫瘍内低酸素環境により誘導されたシアリルTn糖鎖 (sTn)抗原が、インテグリンシグナルを介したがん細胞の浸潤亢進及び、周辺細胞を使役することにより転移を促進させる機能分子であることを明らかにしてきた。本研究ではさらにsTn抗原によるインテグリン活性化機構及び、sTn抗原含有エクソソームによるがん細胞の増殖・浸潤制御機構に着目し、sTn 抗原を介した低酸素環境がん細胞の利己的転移戦略の解明を目的とした研究を推進している。
本年度は、sTn抗原発現におけるインテグリンシグナル増強の原因であったインテグリンタンパク質の寿命延長の仕組みの解明を目的として、インテグリンタンパク質上のsTn抗原修飾部位を解析に供するための組み換えインテグリン発現系を構築し精製することに成功した。また、sTn抗原発現細胞が獲得するアポトーシス抵抗性獲得のメカニズムを解明するため、sTn抗原発現細胞において発現誘導される抗酸化酵素の誘導メカニズムを転写制御の観点から解析した。さらに、sTn抗原発現がん細胞でのエクソソーム産生亢進メカニズムを解析するため、その産生制御メカニズムの解析を行った。加えて、sTn抗原発現エクソソームを受容した細胞の形質変化の原因がsTn抗原に起因するものであるのかを検証した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
sTn抗原発現細胞においてインテグリンシグナルが増強されるメカニズムを解析したところ、sTn抗原発現細胞では、インテグリンmRNAの発現上昇を伴わずに、タンパク質レベルが上昇していることが判明した。この結果は、インテグリンタンパク質量がpost translationalの制御を受けていることを意味していた。実際、細胞表面のインテグリン分子の減衰速度を解析した結果、sTn抗原発現細胞では、インテグリンタンパク質の半減期が約３倍に延長しており、その分子寿命延長のためタンパク質が増加していることが判明した。このインテグリン分子寿命の延長メカニズムを解明するため、C末の膜貫通領域及び細胞質領域を欠失し、Hisタグに置換した組み替えインテグリン発現プラスミドを構築し、sTn抗原発現細胞において発現させた。その結果、培養上清中にsTn抗原修飾を受けたインテグリンタンパク質を得た。
腫瘍組織では、sTn抗原発現細胞領域において、酸化ストレスレベルが低いことが見出され、それに符合してアポトーシス細胞も殆ど観察されなかった。これと一致して、sTn抗原発現細胞では、スーパーオキサイドの消去酵素であるSOD2が高度に誘導されていることを見出し、さらに、sTn抗原発現細胞では虚血再灌流負荷によるスーパーオキサイド産生レベルの抑制とアポトーシスの抑制が観察された。この発現誘導メカニズムの解析から、NF-κBがイントロン１のシスエレメントに結合することで転写活性が上昇することが判明した。
これまでの解析から、sTn抗原発現細胞が産生するエクソソームの方が、より高度に取り込まれることが判明し、これが、エクソソーム受容細胞の増殖抑制や運動能低下に大きく寄与していると考えられた。この現象は、sTn抗原発現がん細胞におけるエクソソームの産生量の増加が原因の一端であることを見出した。
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| 今後の研究の推進方策 |
細胞表面におけるsTn抗原発現インテグリンタンパク質の安定化のメカニズムとして、細胞表面にcisでsTn抗原を認識・結合する分子が発現していることが考えられる。そこで、次年度からはsTn抗原発現インテグリン分子と相互作用する分子をEMARS法により探索し、分子メカニズムの解明に取り組む。
sTn抗原発現細胞におけるNF-κBを介したSOD2の発現誘導のメカニズムを明らかにするため、sTn抗原発現細胞におけるNF-κBの上流シグナル伝達系を解析し、sTn抗原発現とシグナル活性化との相関関係を明らかにしていく。
sTn抗原発現細胞で亢進しているエクソソーム産生メカニズムの詳細を解明するため、その鍵となるTSAP6の発現制御メカニズムに焦点を当て、解析を進めていく。
これら解析結果を総合的に解釈し、sTn抗原発現がん細胞の利己的転移・生存戦略の解明に取り組んでいく。
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