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2019 年度 実績報告書

がん化の鍵となる増殖シグナル伝達の分子基盤解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02681
研究機関山口大学

研究代表者

島田 緑  山口大学, 共同獣医学部, 教授 (60444981)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードDNA損傷 / カルシニューリン / シグナル伝達 / がん
研究実績の概要

われわれは2018年度、乳癌細胞株をカルシニューリン阻害薬FK506、CN585で処理すると細胞増殖は顕著に抑制され、S期細胞が減少し、細胞死が増加することが分かった。さらにこの原因はサイクリンD1の発現が減少していることにより引き起こされていることが判明した。FK506は、FKBP(FK506 binding protein)と呼ばれる一群のタンパク質と結合し、複合体となってカルシニューリンの活性を阻害する特性をもつ。従ってこれまで阻害剤を用いて発見されてきた現象がカルシニューリンの生理機能を阻害しているのか、他の分子の阻害によるものであるかを厳密に検証する必要がある。従ってカルシニューリンをノックダウンすることによるサイクリンD1の発現に与える影響、細胞増殖に対する影響を検討した。カルシニューリンの触媒活性を持つサブユニットはPPP3CA,PPP3CB,PPP3CCの3つ存在する。そこでレンチウイルスの系を用いてコンディショナルにノックダウンできる細胞を樹立し解析した結果、全てのサブユニットがサイクリンD1の発現に必要であることが判明した。さらにカルシニューリンノックダウン細胞は、細胞周期の進行に異常を示した。以上の結果から、カルシニューリンがサイクリンD1の安定化に関わることが分かった。どのような分子機構でサイクリンD1の発現が減少するのかを明らかにするために、FK506存在下でプロテアソーム阻害剤MG132を用いて、サイクリンD1分解におけるFK506の影響を解析した。その結果、MG132存在下ではFK506によるサイクリンD1の発現減少が抑制されることがわかった。従ってカルシニューリンはサイクリンD1のタンパク分解を抑制している可能性が示唆された。

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

サイクリンD1はCDK4, 6によるRbのリン酸化を介してG1/S期を制御しており、サイクリンD1はトリプルネガティブ乳癌を含む多くの癌で高発現している。これまでの結果から、カルシニューリン阻害によりサイクリンD1の分解が促進され、細胞増殖が抑制されることが判明し、サイクリンD1の制御機構が明らかとなった。カルシニューリン/NFATcはトリプルネガティブ乳癌において活性化している。カルシニューリンによるがん増殖制御の分子機構の解明は、トリプルネガティブ乳癌治療における新たなターゲットの発見につながる可能性がある。

今後の研究の推進方策

これまでの結果から、カルシニューリンはサイクリンD1のタンパク分解を抑制している可能性が示唆された。そこでサイクリンD1の安定化に重要なThr286のリン酸化に注目する。サイクリンD1はThr286がリン酸化されると、SCF (Skp, Cullin, F-box containing) E3ユビキチンリガーゼによりユビキチン化され分解される。Thr286をリン酸化する酵素としてはGSK3β、ERK、p38が報告されているが、脱リン酸化の制御については不明である。リコンビナントカルシニューリン、精製したFlag-サイクリンD1を用いて、サイクリンD1分解制御に重要であるThr286の脱リン酸化作用をin vitroで検証し、カルシニューリンがサイクリンD1を脱リン酸化する可能性について検証する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Calcineurin regulates cyclin D1 stability through dephosphorylation at T286.2019

    • 著者名/発表者名
      Goshima T, Habara M, Maeda K, Hanaki S, Kato Y, Shimada M
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 9 ページ: 12779

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48976-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cdk1-mediated DIAPH1 phosphorylation maintains metaphase cortical tension and inactivates the spindle assembly checkpoint at anaphase.2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura K, Johmura Y, Deguchi K, Jiang Z, Uchida KSK, Suzuki N, Shimada M, Chiba Y, Hirota T, Yoshimura SH, Kono K, Nakanishi M.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 10 ページ: 981

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08957-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] PP1脱リン酸化酵素を介した転写抑制機構2019

    • 著者名/発表者名
      花木 駿介、前田 啓介、佐藤 悠紀、羽原 誠、島田 緑
    • 学会等名
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [学会発表] プロリン異性化酵素による癌細胞の増殖制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      前田 啓介、花木 駿介、佐藤 悠紀、羽原 誠、島田 緑
    • 学会等名
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [学会発表] 遺伝情報の維持および発現制御の分子機構2019

    • 著者名/発表者名
      島田 緑
    • 学会等名
      日本学術会議
    • 招待講演
  • [学会発表] カルシニューリンによるThr286脱リン酸化を介したサイクリンD1制御について2019

    • 著者名/発表者名
      五島 隆宏、島田 緑
    • 学会等名
      NCUライフサイエンス研究会

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公開日: 2021-01-27  

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