がん関連遺伝子の3'UTRを介した新たな発現制御機構の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22576
• 研究機関: 愛知県がんセンター(研究所)
• 研究代表者: 小根山 千歳 愛知県がんセンター(研究所), 腫瘍制御学分野, 分野長 (90373208)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2021-03-31
• キーワード: 3'UTR / 遺伝子発現 / がん関連遺伝子

研究実績の概要

本研究の目的は、がん関連遺伝子の3’UTRを介した新たな発現制御機構の解明である。メッセンジャーRNAにおいて、蛋白質に翻訳されるコーディング領域の下流には、3'非翻訳領域(3'UTR)と呼ばれる蛋白質に翻訳されない部位がある。この領域はmicroRNAとの相互作用を通じて、翻訳産物（蛋白質）の発現を制御する重要な機能を持つ。これまでの研究により、がん細胞の生存・運動に重要なRictor遺伝子の発現を3'UTRを介して抑制する低分子化合物を見出した。この知見は、特定の遺伝子発現をその転写後に制御する未知のメカニズムが存在し、低分子化合物によりそこに干渉できることを示唆するため、化合物の作用機序からメカニズム解明を目指すこととした。
昨年度に化合物の標的蛋白質候補の同定を行うため、ビオチンタグを付加した化合物を用いたクロスリンク法に加え、独自に開発した化合物依存的プロテオリシスを検出する”プロテアーゼ感受性の変化を利用した標的同定法”によって、化合物が結合する標的蛋白質候補を探索し、LC-MS/MS解析によりスプライシング・転写・翻訳制御に関わることが知られている３つの蛋白質を同定した。
今年度は、これら３つの蛋白質をノックダウンしRictor遺伝子の発現を解析したところ、１つのRNA結合蛋白質が化合物の標的蛋白質であることが明らかとなった。さらにRIP-qPCRによる解析で、この蛋白質はRictor遺伝子の3’UTR配列に強く結合し、この結合は化合物により弱くなることから、化合物は標的蛋白質のRNA結合を介した機能を抑制し、Rictor発現減少を介したがん抑制活性を発揮することが示唆された。さらに、本蛋白質はmRNAのスプライシング・ポリA鎖付加には影響を与えておらず、その後のRNA修飾や核外搬出、安定性に寄与していることが示唆された。現在、さらに詳細な解析を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] Filopodium-derived vesicles produced by MIM enhance the migration of recipient cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Oyama T, Hu HT, Fujioka T, Hanawa-Suetsugu K, Ikeda K, Yamada S, Kawana H, Saigusa D, Ikeda H, Kurata R, Oono-Yakura K, Kitamata M, Kida K, Hikita T, Mizutani K, Yasuhara K, Mimori-Kiyosue Y, Oneyama C, Kurimoto K, Hosokawa Y, Aoki J, Takai Y, Arita M, Suetsugu S.
  • 雑誌名: Dev Cell 巻: 56 ページ: 842-859
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2021.02.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] c-Src promotes tumor progression via downregulation of miR-129-1-3p. (2020)
  • 著者名/発表者名: Okuzaki D, Yamauchi T, Mitani F, Miyata M, Ninomiya Y, Watanabe R, Akamatsu H, Oneyama C.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 111 ページ: 418-428
  • DOI: 10.1111/cas.14269.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rictor promotes tumor progression of rapamycin-insensitive triple-negative breast cancer cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R, Miyata M, Oneyama C.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 531 ページ: 636-642
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.08.012.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of long-term accumulated cancer-derived exosomes by CD63-fused BRET reporter (2020)
  • 著者名/発表者名: Hikita T, Miyata M, Watanabe R, Oneyama C
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 16616
  • DOI: 10.1038/s41598-020-73580-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] チロシンキナーゼ：分子標的薬を極める (2020)
  • 著者名/発表者名: 小根山千歳
  • 雑誌名: 産科と婦人科 巻: 10 ページ: 1150-1155
• [学会発表] エクソソーム産生機構解明に向けた分泌制御因子の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中山真穂、小野島大介、湯川博、小根山千歳、馬場嘉信
  • 学会等名: 日本化学会第101春季大会
• [学会発表] 海洋薬用資源からのがんエクソソーム分泌阻害物質の探索 (2021)
  • 著者名/発表者名: 林建宇、三谷文美絵、小根山千歳、荒井雅吉
  • 学会等名: 日本薬学会第141年会
• [学会発表] がんにおけるエクソソームの分泌亢進メカニズム (2020)
  • 著者名/発表者名: 小根山千歳
  • 学会等名: 第72回日本細胞生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] がん細胞由来エクソソームのin vivoイメージング (2020)
  • 著者名/発表者名: 疋田智也、小根山千歳
  • 学会等名: 第72回日本細胞生物学会
• [学会発表] Src依存的エクソソーム分泌亢進におけるSNAREタンパク質の機能 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三谷文美絵、小根山千歳
  • 学会等名: 第72回日本細胞生物学会
• [学会発表] In vivo imaging of long-term accumulated cancer-derived exosomes by CD63-fused BRET reporter (2020)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Hikita, Chitose Oneyama
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会
• [学会発表] The role of SNARE-protein on the Src-mediated upregulation of exosome secretion (2020)
  • 著者名/発表者名: Fumie Mitani, Chitose Oneyama
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会
• [学会発表] がん細胞由来エクソソームのin vivoイメージング解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 疋田智也、小根山千歳
  • 学会等名: 第7回日本細胞外小胞学会
• [学会発表] Src依存的エクソソーム分泌亢進におけるSNAREタンパク質の役割 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三谷文美絵、小根山千歳
  • 学会等名: 第7回日本細胞外小胞学会
• [学会発表] がん細胞のエクソソームの分泌亢進機構とその意義 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小根山千歳
  • 学会等名: 第93回生化学会
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanisms governing exosome biogenesis in cancer cells (2020)
  • 著者名/発表者名: 小根山千歳
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [備考] 愛知県がんセンター研究所 腫瘍制御学分野
  • URL: https://www.pref.aichi.jp/cancer-center/ri/01bumon/06shuyo_uirusu/index.html