新規がん抑制遺伝子OMD及びPRELPの統合的機能解析及び治療への応用

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03429
• 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: 浜本 隆二 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (80321800)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: がん抑制遺伝子 / SLRP family / トランスクリプトーム解析 / OMD / PRELP / パスウェイ解析

研究実績の概要

Small leucine-rich repeat proteoglycan (SLRP) familyであるOMDとPRELPは、我々ががん抑制機能を保持していることを初めて発見した新規がん抑制遺伝子で、その機能や発現調節機構に関しては、依然不明な点が多い。そこで本研究においては、これら新規がん抑制遺伝子の機能を、トランスクリプトーム解析及びシステムバイオロジーの観点から統合的に解析し、さらに分子生物学や生化学的手法を用いてOMD及びPRELPの詳細な機能の解明を行うことを目的としている。2020年度においては、膀胱がん細胞株を用いた遺伝子発現プロファイリングなどのin vitro研究を行い、OMDまたはPRELPの発現により、TGF-βおよびEGF経路が阻害され、上皮間葉転換（EMT）が逆転し、細胞-細胞間の接着が活性化され、様々な発がん経路が阻害されることで、がんの進行が抑制されることを明らかにした。また、OMDを膀胱がん細胞に過剰発現させると、マウス異種移植試験において、アンカー依存性の成長と腫瘍形成を強く阻害した。一方、膀胱上皮では、OMDおよびPRELP遺伝子のノックアウトマウスは、部分的なEMTと傘細胞のタイトジャンクションの消失を引き起こし、傘細胞層が自然に破壊されて膀胱癌in situ様の構造が形成されることを発見した。さらに、OMDノックアウトマウスの膀胱の発現プロファイリングをオントロジー解析したところ、ヒトの膀胱がんから得られた発現プロファイリングと非常に高い類似性を示した。これらの結果から、OMDとPRELPは、EMTを制御することにより、内因性のがん発症・進行抑制因子であることが分かった。これらの成果をまとめてCancers誌に論文発表した（Cancers, 12, 3362 [2020]）。

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

2020年度においては、OMDまたはPRELPの発現により、TGF-βおよびEGF経路が阻害され、上皮EMTが逆転し、細胞-細胞間の接着が活性化され、様々な発がん経路が阻害されることで、がんの進行が抑制されることを明らかにした。また、OMDを膀胱がん細胞に過剰発現させると、マウス異種移植試験において、アンカー依存性の成長と腫瘍形成を強く阻害する一方、膀胱上皮では、OMDおよびPRELP遺伝子のノックアウトマウスは、部分的なEMTと傘細胞のタイトジャンクションの消失を引き起こし、傘細胞層が自然に破壊されて膀胱癌in situ様の構造が形成されることを発見した。さらに、OMDノックアウトマウスの膀胱の発現プロファイリングをオントロジー解析したところ、ヒトの膀胱がんから得られた発現プロファイリングと非常に高い類似性を示した。これらの結果から、OMDとPRELPは、EMTを制御することにより、内因性のがん発症・進行抑制因子であることが分かった。これらの成果を既に最初の論文として査読付き英文国際誌（Cancers：IF = 6.126）に発表していることから、おおむね順調に研究課題は進展していると判断できる。

今後の研究の推進方策

これまでの研究より、OMD及びPRELPはがん抑制遺伝子として機能することを証明している。また、これら二つの遺伝子は多くのがんで発現が抑制されていることから、OMD及びPRELPを用いた標的とした新規治療法の開発が期待される。実際我々は膀胱がん細胞株にOMD及びPRELPを強制発現したところ、顕著にがん細胞の増殖が抑制されることを培養系で証明しており、またmouse xenograft modelを使用し、OMDを強制発現することで、in vivoにおいても抗腫瘍効果を示すことを既に証明している（Cancers, 12, 3362 [2020]）。そこで、来年度以降は、OMD及びPRELPを標的とした治療法の臨床応用の可能性に関しても検討する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] University College London/University of Cambridge/Royal London Hospital(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University College London/University of Cambridge/Royal London Hospital
  • 他の機関数: 2
• [国際共同研究] Biomedical Sciences Research Center(ギリシャ)
  • 国名: ギリシャ
  • 外国機関名: Biomedical Sciences Research Center
• [雑誌論文] Two Secreted Proteoglycans, Activators of Urothelial Cell?Cell Adhesion, Negatively Contribute to Bladder Cancer Initiation and Progression (2020)
  • 著者名/発表者名: Papadaki V, Asada K, Watson JK, Tamura T, Leung A, Hopkins J, Dellett M, Sasai N, Davaapil H, Nik-Zainal S, Longbottom R, Nakakido M, Torii R, Veerakumarasivam A, Kaneko S, Sagoo MS, Murphy G, Mitani A, Tsumoto K, Kelly JD, Hamamoto R, Ohnuma SI
  • 雑誌名: Cancers 巻: 12 ページ: 3362～3362
  • DOI: 10.3390/cancers12113362
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 卵巣癌におけるPRELPの機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 生水 貫人、小松 正明、金子 修三、同前 愛、町野 英徳、中島 彰俊、齋藤 滋、浅田 健、浜本 隆二
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会