| 研究課題/領域番号 |
19K07535
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
紙谷 尚子 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (40279352)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ピロリ菌 / CagA / 胃がん |
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| 研究実績の概要 |
ピロリ菌はcagA遺伝子を保有する菌株と保有しない菌株に大別されるが、cagA陽性ピロリ菌の慢性持続感染は胃がん発症の最大の危険因子と理解されている。臨床疫学研究から、日本人に蔓延しているピロリ菌はほぼ全てがcagA陽性株であることが明らかになっている。これまでに複数の研究グループから、ピロリ菌感染細胞でDNA二本鎖切断が引き起こされることが報告されているが、分子機構は不明であった。DNA二本鎖切断は修復されすに蓄積すると、細胞死が誘導されることに加え、遺伝子欠損や染色体転座などのゲノム不安定性に繋がる。本研究では、 CagAタンパク質が単独で宿主細胞にDNA二本鎖切断を誘導することを見出し、その分子機構解明に向けて研究を推進している。
CagAは胃上皮細胞内でチロシンリン酸化修飾を受け、リン酸化依存的にSHP2ホスファターゼに結合し、SHP2を異常活性化する。一方、CagAは自身のCM配列依存的に極性制御キナーゼPAR1bに結合し、そのキナーゼ活性を抑制する。ヒト胃上皮細胞由来の培養細胞にCagA発現ベクターを導入した実験で、CagAはチロシンリン酸化非依存的かつCM配列依存的にDNA二本鎖切断を誘導することを明らかにした。さらに、PAR1b特異的siRNAを用いてPAR1bノックダウン実験を行ったところ、CagA発現と同様にDNA二本鎖切断が誘導された。 PAR1bのキナーゼ活性の関与を調べる目的で、CagAとPAR1bの共発現実験を行った。その結果、CagAによって引き起こされるDNA二本鎖切断は、野生型PAR1bの共発現によって阻止されたが、キナーゼ活性を持たない変異型PAR1bは効果がなかった。以上の結果から、CagAはPAR1bのキナーゼ活性の抑制を介して宿主細胞にDNA二本鎖切断を誘導することが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究では、ピロリ菌CagAが宿主細胞にDNA二本鎖切断を誘導することを見出し、その分子機構を研究している。ヒト胃上皮細胞由来の複数の細胞株を用いて、CagA発現実験ならびにピロリ菌感染実験を行い、ピロリ菌感染からDNA二本鎖切断に至る分子機構として、CagAによるPAR1bのキナーゼ活性の抑制が中心的な役割を担うことを明らかにした。
DNA二本鎖切断は重篤なDNA損傷の一つであり、修復されずに蓄積すると細胞死（アポトーシス）を引き起こす。しかしながら、CagA発現実験・ピロリ菌感染実験ともに、CagA陽性細胞ではDNA二本鎖切断が誘導されているにも関わらず細胞が死ぬ傾向は見られなかた。そこで、Annexin V染色によりアポトーシスを解析し、CagA発現細胞ではアポトーシスが誘導されないことを確認した。現在、CagA陽性細胞がDNA損傷によって誘導されるアポトーシスを回避する分子機構について研究を進めている。以上の進捗状況から、本研究は研究実施計画通りに順調に研究が進展していると判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究から、ピロリ菌CagAはPAR1bに結合しPAR1bのキナーゼ活性を抑制する結果、DNA二本鎖切断を誘導ゆることを明らかにした。キナーゼ活性の抑制が中心的な役割を担うという事実は、DNA損傷・修復に関与する分子がPAR1bによってリン酸化される可能性を示唆している。Ser/ThrキナーゼPAR1bが細胞極性を制御することは広く理解されているが、DNA損傷・修復に関与するという報告は無い。今後の研究で、PAR1bによってリン酸化される新規基質分子を明らかにしたいと考えている。同時に、CagA陽性細胞がDNA損傷によって誘導されるアポトーシスを回避する分子機構について研究を進める。
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