増幅遺伝子のコピー数の制御機構の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22566
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 古川 龍彦 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (40219100)
• 研究分担者: 南 謙太朗 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任研究員 (20735956) ; 大槻 純男 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (60323036) ; 落合 博 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (60640753) ; 中岡 博史 公益財団法人佐々木研究所, 附属研究所, 部長(移行) (70611193)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• キーワード: 遺伝子増幅 / コピー数変異 / BHLHE41 / コピー数減少 / MYC

研究実績の概要

がん細胞での遺伝子の増幅はがん化や抗がん剤耐性の原因となる遺伝子異常である。我々が樹立したMGEM6細胞は核酸代謝酵素ribonucleotide reductase M1遺伝子の増幅が抗がん剤ゲムシタビンの耐性の原因となっていた。抗生物質ドキシサイクリン（DOX）存在下でBHLHE41を発現誘導可能なMGEM6/BHLHE41細胞を作成し、この細胞はDOX存在下4週目に再現よくRRM1のコピー数が減少した。BHLHE41には増加した遺伝子のコピー数を抑制する機能があることが推測された。DOX 処理前後のMGEM6/BHLHE41細胞のゲノムDNAについて従来よりも長いDNA（最大200kb以上）を一度に解析可能な次世代シークエンサーPacBioを用いて全ゲノム遺伝子の配列を解析し、あわせてトランスポゼースを用いたゲノムDNAの構造の解析を行った。その結果、MGEM6/BHLHE41細胞のRRM1ゲノム領域での遺伝子コピー数が増加とDOX処理による減少を確認し、さらに詳細は解析を行っている。
通常DNA損傷によりTP53たんぱく質の安定化に伴ってBAX遺伝子が発現するとアポトーシスを誘導される。しかし、野生型TP53を持つ肺腺がん細胞株でBHLHE41を発現誘導するとオートファジー細胞死が起こり、この時TP53たんぱく質は上昇し、BAXのmRNAとたんぱく質の発現が減少していた。クロマチン免疫沈降とレポーターアッセイなどを行って、BAX遺伝子の5’非翻訳領域のがん遺伝子MYCの結合領域にBLHLE41が結合して、BAXの発現を阻害し、MYCの複数のターゲット分子CCNA2, DDX18, LDHA, ODC1, PTMA, CDK4のmRNAの発現を阻害した。以上からBHLHE41がMYCの転写活性機能を阻害すると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a highly sensitive method for the quantitative analysis of modified nucleosides using UHPLC-UniSpray-MS/MS (2021)
  • 著者名/発表者名: Kogaki T, Ohshio I, Ura H, Iyama S, Kitae K, Morie T, Fujii S, Sato S, Nagata T, Takeda AH, Aoki M, Ueda K, Minami K, Yamamoto M, Kawahara K, Furukawa T, Sato M, Ueda Y, Jingushi K, Tozuka Z, Saigusa D, Hase H, Tsujikawa K.
  • 雑誌名: Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 巻: 197 ページ: 113943～113943
  • DOI: 10.1016/j.jpba.2021.113943
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ALKBH4 promotes tumourigenesis with a poor prognosis in non-small-cell lung cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Jingushi K, Aoki M, Ueda K, Kogaki T, Tanimoto M, Monoe Y, Ando M, Matsumoto T, Minami K, Ueda Y, Kitae K, Hase H, Nagata T, Harada-Takeda A, Yamamoto M, Kawahara K, Tabata K, Furukawa T, Sato M, Tsujikawa K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 8677
  • DOI: 10.1038/s41598-021-87763-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Significance of Mitochondrial DNA Haplogroup on Epidermal Growth Factor Receptor Mutation in Japanese Patients With Lung Adenocarcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Otsuka T, Ueda K, Furukawa T, Koriyama C, Inoue I, Sato M.
  • 雑誌名: Anticancer Research 巻: 41 ページ: 3997～4004
  • DOI: 10.21873/anticanres.15197
  • 査読あり
• [雑誌論文] BHLHE41/DEC2 Expression Induces Autophagic Cell Death in Lung Cancer Cells and Is Associated with Favorable Prognosis for Patients with Lung Adenocarcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagata T, Minami K, Yamamoto M, Hiraki T, Idogawa M, Fujimoto K, Kageyama S, Tabata K, Kawahara K, Ueda K, Ikeda R, Kato Y, Komatsu M, Tanimoto A, Furukawa T, Sato M.
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 ページ: 11509～11509
  • DOI: 10.3390/ijms222111509
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] インテグリンβ５阻害剤はFARP1-CDC42経路を通じて胃がんの浸潤性を低下させる (2022)
  • 著者名/発表者名: 古川龍彦、南 謙太朗、河原康一、山本雅達
  • 学会等名: 第95回 日本薬理学会年会
• [学会発表] オートファジー誘導分子DEC2 によるアポトーシス誘導因子BAXの発現抑制 (2021)
  • 著者名/発表者名: 坂本洸大、山本雅達、南謙太朗、古川龍彦、河原康一、武井孝行、吉田昌弘
  • 学会等名: 第58回 化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] FARP1はインテグリンαvβ5に結合し、その発現上昇は進行胃がんの予後に関わる (2021)
  • 著者名/発表者名: 古川龍彦、南 謙太朗、山本雅達、河原康一
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会