| 研究課題/領域番号 |
17K15001
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立がん研究センター |
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研究代表者 |
西山 郵子 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 研究員 (60779635)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | がん / p53 / マイクロRNA / 細胞内ネットワーク |
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| 研究実績の概要 |
ヒトがんゲノムプロジェクトの成果から、がんを克服するためにはがん抑制遺伝子TP53 が不活性化したがん細胞を選択的に排除する戦略を確立することが最も重要な課題であることが明らかとなった。変異型p53 を標的とした治療薬の開発歴史は長いものの、未だに有効な治療法は開発されていない。このことは、新たなアイデアに基づいた研究が必須であることも示している。本研究ではp53 の不活性化に依存して特異的に形成される細胞内ネットワークを同定し、その効果的な遮断を作用機序とする革新的ながん治療法を具現化することを目標とする。具体的には、細胞内non-coding RNAの一つであるマイクロRNA（miRNA）の特性を利用し、p53不活化細胞の細胞死を選択的に誘導できるmiR-584を用いて、それが制御する細胞内経路を同定する。また、標的遺伝子の中から、細胞死を規定する因子・遺伝子を単離し、p 53変異がん細胞の生存に必須な細胞内ネットワークを理解する。それらの知見を基にして、マウスモデル等による効果の検証・評価を実施し、最終的にp53変異がんの選択的排除を可能とする標的分子を提案する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
p53変異がん細胞で優位となる細胞内経路を効率よく絞り込むために、miR-584によって、p53変異がん細胞で特徴的に変動する遺伝子群を抽出し、さらにそれを制御する上流の因子の解析を行った。同時に、当研究室で以前に単離したNEK9 (NIMA-related kinase 9) の解析も実施した。miR-584が制御する細胞内経路とNEK9が関連する細胞内ネットワークの共通する部分を抽出することを試みた。NEK9は、p53欠失・変異がん細胞の細胞周期のG1-Sの亢進に重要な因子であり、そのノックダウンによりp53変異がん細胞の増殖を選択的に抑制できる。NEK9と相互作用する細胞内因子を質量分析により検討した。その結果、翻訳開始因子であるeIF4GやeIF3を同定した。免疫沈降法により、それらの相互作用を確認した。興味深いことに、細胞周期のG1期では、eIF4G1-NEK9複合体と変異型p53が相互作用する可能性を見出した。NEK9のノックダウンによって、G1-S期の移行が阻害されることと矛盾しない結果と考えられた。NEK9をノックダウンした細胞で発現変動する遺伝子群の上流因子を探索した。驚いたことに、miR-584の導入とNEK9のノックダウンによって活性化される上流因子は極めて類似していた。特に、ATF4の活性化が生じていることが示唆された。さらに、肺腺がん症例において、p53変異の症例では、ATF4が活性化されていることが示唆された。さらなる解析から、miR-584はATF4経路の下流遺伝子を標的としていること、NEK9はATF4の発現を制御することが示唆された。これらの結果から、p53変異状態では、ATF4が支配するストレス応答反応が活性化されていると考えられた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の結果から、p53の正常機能を喪失したがん細胞では、Integrated stress response (ISR)経路が恒常的に活性化されている可能性を見出した。その制御因子であるATF4の発現調節は、翻訳レベルで制御されており、その翻訳活性化はeIF2-alphaのリン酸化に依存する。様々なストレスに応答してeIF2aキナーゼが活性化される必要があるが、来年度はそのキナーゼを同定し、ATF4の活性化のメカニズムについて検討を加える。即ち、NEK9-eIF4G-mtp53複合体による、ATF4の翻訳制御メカニズムを解明し、その上流も含めて、p53変異がん細胞におけるISR経路活性化の生物学的意義を理解する。さらに、miR-584の標的遺伝子であり、ATF4の下流因子に位置する遺伝子を同定し、p53変異がん細胞選択的に細胞死を誘導可能な細胞内ネットワークを同定する。ISR経路は低アミノ酸や鉄欠乏などにより活性化される経路であることが知られている。低アミノ酸状態はmTORなどの細胞生存ネットワークも活性化する。一方、アミノ酸供給源としてオートファジーやunfold protein responseも活性化される。これらのことから、正常のp53機能が喪失した細胞では、細胞内代謝物が低い状態で生存している可能性を強く示唆する。似た様な経路は、KRAS変異がんでも認められることから、がん細胞の特徴の一つであるとも考えられる。来年度は、細胞内代謝物の解析も加えて、p53変異がん細胞の生存機構を理解する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度は細胞を用いた生化学的な実験が多く、予定よりも物品費の購入が少なかったため、差額が生じた。来年度は、標的のキナーゼの同定、細胞内代謝物の解析に研究費を多く配分する。
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