脱リン酸化酵素Ppp6c機能不全と腫瘍発生、それを標的とした治療開発

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K07187
• 研究機関: 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所)
• 研究代表者: 島 礼 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), がん薬物療法研究部, 部長 (10196462)
• 研究分担者: 佐藤 郁郎 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), ティッシュバンクセンター, 部長 (50225918)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 皮膚がん / PP6 / メラノーマ

研究実績の概要

我々は、セリン・スレオニンプロテインホスファターゼの発がん・悪性化への関与を明らかにし、そのメカニズム解明によりがん診断・治療に応用することを念頭に研究を行っている。タンパク質脱リン酸化酵素6型 (PP6)の異常が腫瘍化と関係するのかを、マウス皮膚の発がん実験で証明を試みた。これまで、TPA/DMBAを用いたマウス２段階の皮膚発がん実験を行ってきた。この発がん実験では、発がん物質によるイニシエーションと、腫瘍プロモーターによる腫瘍のプロモーションが必須とされていたが、驚いたことに、PP6の触媒サブユニット（Ppp6c）を欠損させたマウス皮膚では、DMBAのみで、腫瘍発生が亢進することを見いだした。したがって、マウスの皮膚において、PP6欠損組織では、強い腫瘍促進状態にある事が示唆された。これらのデータを基に、2つの課題をもった（課題１）Ppp6cがメラノーマのがん抑制遺伝子か否かを明らかにすること（課題２）Ppp6c機能不全は、活性化RASによる腫瘍化を促進するか否かを明らかにすること。本事業において、我々はこの2つの課題の検討を行っている。

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

課題１については、がん組織において変異の頻度が高いRasとの関係を調べるため、マウスの皮膚で、２重変異（変異型K-ras発現とPpp6c遺伝子欠損）を誘導させた。その結果、Ppp6c遺伝子欠損がK-ras変異による腫瘍化をさらに強くドライブすることが明らかとなった。
課題２については、メラノサイトにおいて、タモキシフェン投与により、BRafV600Eを発現しPten欠損を起こすマウス(Tyrosinase-CreERT2；B-rafF-V600E/＋；Ptenloxp/＋)と、我々が作製したPpp6cflox/floxマウスとをかけあわせて、Tyrosinase-CreERT2；B-rafF-V600E/＋；Ppp6cflox/＋を作製した。このマウス同士をかけあわせて、メラノサイトにおいて、タモキシフェン投与により、BRafV600E発現しPpp6cホモ欠損を起こすマウス(Tyrosinase-CreERT2；B-rafF-V600E/＋；Ppp6cflox/flox)の作製に成功した。

今後の研究の推進方策

課題１ケラチノサイトまたはMEF細胞において変異型K-rasが発現する不死化細胞を作製する。その細胞からPpp6cをノックダウンさせてヌードマウスに移植し腫瘍の増大速度への影響を調べる。
課題２
Tyrosinase-CreERT2；B-rafF-V600E/＋；Ppp6cflox/＋と、Tyrosinase-CreERT2；B-rafF-V600E/＋；Ppp6c＋/＋を別々に20匹用意して、それぞれの耳、尾、脇腹に4-OH tamoxifenを塗布して、メラノーマの発生の有無と転移の有無を調べる。

次年度使用額が生じた理由

消耗品費が当初の想定よりも少なく済んだため。
次年度の消耗品費に上積みし、より迅速な計画進捗をねらう。

研究成果

• [雑誌論文] PKM1 Confers Metabolic Advantages and Promotes Cell-Autonomous Tumor Cell Growth (2018)
  • 著者名/発表者名: Morita M, Sato I, Shima H,Tanuma N, et al.
  • 雑誌名: Cancer Cell 巻: 33 ページ: 355～367.e7
  • DOI: 10.1016/j.ccell.2018.02.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of protein phosphatase 6 in mouse keratinocytes enhances K-rasG12D-driven tumor promotion. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa K, Inoue Y, Kakugawa Y, Yamashita Y, Kanazawa K, Kishimoto K, Nomura M, Momoi Y, Sato I, Chiba N, Suzuki M, Ogoh H, Yamada H, Miura K, Watanabe T, Tanuma N, Tachi M, and Shima H
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ex vivo model of non-small cell lung cancer using mouse lung epithelial cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato Taku、Morita Mami、Tanaka Ryota、Inoue Yui、Nomura Miyuki、Sakamoto Yoshimi、Miura Koh、Ito Shigemi、Sato Ikuro、Tanaka Nobuyuki、Abe Jiro、Takahashi Satomi、Kawai Masaaki、Sato Masami、Hippo Yoshitaka、Shima Hiroshi、Okada Yoshinori、Tanuma Nobuhiro
  • 雑誌名: Oncology Letters 巻: 14 ページ: 6863-6868
  • DOI: 10.3892/ol.2017.7098
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cysteinyl-tRNA synthetase governs cysteine polysulfidation and mitochondrial bioenergetics (2017)
  • 著者名/発表者名: Akaike T, Ida T, Wei FY, Nishida M, Kumagai Y, Alam MM, Ihara H, Sawa T, Matsunaga T, Kasamatsu S, Nishimura A, Morita M, Tomizawa K, Nishimura A, Watanabe S, Inaba K, Shima H, Tanuma N, Jung M, Fujii S, Watanabe Y, Ohmuraya M, Nagy P, Feelisch M, Fukuto JM, Motohashi H.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 ページ: 1177
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01311-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sialidase NEU3 defines invasive potential of human glioblastoma cells by regulating calpain-mediated proteolysis of focal adhesion proteins (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Kohta、Proshin Sergei、Yamaguchi Kazunori、Yamashita Yoji、Katakura Ryuichi、Yamamoto Koji、Shima Hiroshi、Hosono Masahiro、Miyagi Taeko
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 巻: 1861 ページ: 2778～2788
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2017.07.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] A-kinase anchoring protein BIG3 coordinates oestrogen signalling in breast cancer cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshimaru Tetsuro、Ono Masaya、Bando Yoshimi、Chen Yi-An、Mizuguchi Kenji、Shima Hiroshi、Komatsu Masato、Imoto Issei、Izumi Keisuke、Honda Junko、Miyoshi Yasuo、Sasa Mitsunori、Katagiri Toyomasa
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 ページ: 15427～15427
  • DOI: 10.1038/ncomms15427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drug delivery of oral anti-cancer fluoropyrimidine agents (2017)
  • 著者名/発表者名: Miura Koh、Shima Hiroshi、Takebe Naoko、Rhie Julie、Satoh Kennichi、Kakugawa Yoichiro、Satoh Masayuki、Kinouchi Makoto、Yamamoto Kuniharu、Hasegawa Yasuhiro、Kawai Masaaki、Kanazawa Kousuke、Fujiya Tsuneaki、Unno Michiaki、Katakura Ryuichi
  • 雑誌名: Expert Opinion on Drug Delivery 巻: 14 ページ: 1355～1366
  • DOI: 10.1080/17425247.2017.1316260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced expression of the M2 isoform of pyruvate kinase is involved in gastric cancer development by regulating cancer-specific metabolism (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiroki Takeharu、Yokoyama Misa、Tanuma Nobuhiro、Maejima Ryuhei、Tamai Keiichi、Yamaguchi Kazunori、Oikawa Tomoyuki、Noguchi Tetsuya、Miura Koh、Fujiya Tsuneaki、Shima Hiroshi、Sato Ikuro、Murata-Kamiya Naoko、Hatakeyama Masanori、Iijima Katsunori、Shimosegawa Tooru、Satoh Kennichi
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 108 ページ: 931～940
  • DOI: 10.1111/cas.13211
  • 査読あり
• [学会発表] Ppp6c は、マウス皮膚のがん抑制遺伝子として働く (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒沢是之、野村美有樹、角川陽一郎、山下洋二、三浦康、山田秀和、松浦一登、佐藤郁郎、田沼延公、渡邊利雄、島礼
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 肺神経内分泌腫瘍（NET）における治療標的候補としてのPkm1 (2017)
  • 著者名/発表者名: 盛田麻美、野村美有樹、坂本良美、佐藤卓、田中遼太、福原達朗、佐藤郁郎、中山敬一、前門戸任、島礼、田沼延公
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Pkm1 とPkm2 の機能解析-非小細胞肺がん（NSCLC）での検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野村美有樹、佐藤卓、盛田麻美、坂本良美、田中遼太、三浦康、河合賢朗、佐藤郁郎、島礼、田沼延公
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] [1AT26-15（1P-0063）] 形質膜シアリダーゼNEU3によるEGFRシグナリングの調節機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本 晃司、高橋 耕太、塩崎 一弘、山口 壹範、島 礼、宮城 妙子
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] [3PT04-01（3P-0454）] オートファジーによるtype 2A protein phosphataseの制御機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤原 信行、渋谷 周作、坂井 祐介、島 礼、渡邊 利雄、大島 浩子、大島 正伸、齋藤 達哉、審良 静男、永野 浩昭、臼井 達哉、大浜 剛、佐藤 晃一
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会