骨転移性がんの移動・浸潤におけるコラーゲン代謝の解明と治療薬創出

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19KK0194
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 稲田 全規 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80401454)
• 研究分担者: 富成 司 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (50734878) [辞退] ; 平田 美智子 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (40544060) ; 浅野 竜太郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80323103) ; 塚越 かおり 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20708474)
• 研究期間 (年度): 2019-10-07 – 2023-03-31
• キーワード: 癌転移 / コラゲナーゼ / MMP

研究実績の概要

本研究はがん骨転移の根幹である、がん細胞が産生するコラゲナーゼによる骨コラーゲンの分解に伴う剛性変化によるがん細胞の移動調節のメカニズムを明らかにすることである。さらに、分子標的薬である特異抗体にコラゲナーゼ感受性を導入して、がん転移の治療因子創出を目指した国際共同研究を実施することである。研究期間中は、海外渡航制限のため往来の制限はあったが、オンラインを活用し、全ての研究項目は予定通り実施した。がん細胞の移動におけるマトリックス分解酵素の役割解明において、東京農工大学では作成したコラゲナーゼ発現細胞、及びコラゲナーゼ非発現細胞の標的遺伝子として、MMP13やMT1MMPをサイレンシングして、移動様式と移動距離の測定を実施した。低分子人工抗体の開発として、がんの分子標的であるHerを標的とした抗体の高精度化を計り、作製した抗体を用いてがん細胞移動・浸潤への有効性評価を解析した。がんの細胞浸潤とマトリックス分解酵素の役割解明では、 オックスフォード大学では、コラゲナーゼ発現細胞、及びコラゲナーゼ非発現細胞を用い、コラーゲンコート(2D)上あるいはコラーゲンゲル上（3D）上のがん細胞移動実験を行い、異なったコラーゲン硬度での細胞移動の測定解析を実施した。がん転移モデル系を用いた骨転移の評価解析では、オックスフォード大学で作成したコラゲナーゼ発現及びコラゲナーゼ非発現の骨転移性がん細胞を用いてIn vivo試験を行った。本研究の各実験項目の実施により、MMP13やMT1MMPは剛性が異なるコラーゲンによる骨転移性がん細胞の移動に影響を与えることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of 4’-demethylnobiletin and 4’-demethyltangeretin on osteoclast differentiation in vitro and in a mice model of estrogen-deficient bone resorption. (2023)
  • 著者名/発表者名: Hirata M, Tominari T, Ichimaru R, Takiguchi N, Tanaka Y, Takatoya M, Arai D, Yoshinouchi S, Miyaura C, Matsumoto C, Ma S, Suzuki K, Grundler M.W. F, Inada M.
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 14 ページ: 1403
  • DOI: 10.3390/nu15061403
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prostate cancer expressing membrane-bound TGF-α induces bone formation mediated by the autocrine effect of prostaglandin E2in osteoblasts. (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshinouchi S, Karouji K, Tominari T, Sugasaki M, Matsumoto C, Miyaura C, Hirata M, Itoh Y, Inada M.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 644 ページ: 40-48
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.11.050
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] IN28A upregulates HIF1α by post-transcriptional regulation via direct binding to UGAU motifs (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto H, Uchida Y, Kurimoto R, Chiba T, Matsushima T, Ito Y, Inotsume M, Miyata K, Watanabe K, Inada M, Goshima N, Uchida T, Asahara H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 299 ページ: 102791
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2022.102791
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A mouse model of lung cancer induced via intranasal injection for anticancer drug screening and evaluation of pathology. (2023)
  • 著者名/発表者名: Tanaka R, Yoshinouchi S, Karouji K, TanakaY, Tominari T, Hirata M, Matsumoto C, Itoh Y, Miyaura C, Inada M.
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 13 ページ: 51-59
  • DOI: 10.1002/2211-5463.13486
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Universal Design of Luciferase Fusion Proteins for Epigenetic Modifications Detection Based on Bioluminescence Resonance Energy Transfer (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyata T., Shimamura H., Asano R., Yoshida W.
  • 雑誌名: Anal. Chem. 巻: 95 ページ: 3799-3805
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05066
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a Versatile Method to Construct Direct Electron Transfer-Type Enzyme Complexes Employing SpyCatcher/SpyTag System (2023)
  • 著者名/発表者名: Yanase T., Okuda-Shimazaki J., Asano R., Ikebukuro K., Sode K., Tsugawa W.
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 24 ページ: 1837
  • DOI: 10.3390/ijms24031837
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of novel amyloidosis in dogs: α-S1-casein acquires amyloidogenicity in mammary tumor by overexpression and N-terminal truncation (2023)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Murakami, Toshisuke Kaku, Kaori Tsukakoshi, Susumu Iwaide, Yoshiyuki Itoh, Miki Hisada, Kohji Nomura, Rikako Kubo, Kazunori Ikebukuro, Yukiko Sassa-O’Brien, Fuyuki Kametani
  • 雑誌名: Vet Pathol 巻: 60 (2) ページ: 203-213
  • DOI: 10.1177/03009858221148511
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of β-cryptoxanthin on bone metabolisms (2022)
  • 著者名/発表者名: Tominari T, Matsumoto C, Karouji K,Tanaka Y,Takatoya M,Inada M, Hirata M
  • 雑誌名: Functional Food Research 巻: 18 ページ: 28-33
  • DOI: 10.32153/ffr.ffr18_p28-33
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Capsaicin, TRPV1 ligand, suppresses inflammatory bone resorption. (2022)
  • 著者名/発表者名: Sugasaki M, Tominari T, Matsumoto C, Hirata M, Inada M
  • 雑誌名: Functional Food Research 巻: 18 ページ: 22-27
  • DOI: 10.32153/ffr.ffr18_p22-27
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Caveolin-3 regulates the activity of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II in C2C12 cells, (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsunobe M, Motohashi N, Aoki E, Tominari T, Inada M, Aoki Y.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Cell Physiology, AJP Cell Physiology 巻: 323 ページ: C1137-C1148
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00077.2022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structure of lactate oxidase from Enterococcus hirae revealed new aspects of active site loop function: Product-inhibition mechanism and oxygen gatekeeper (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiraka K., Yoshida H., Tsugawa W., Asano R., LaBelle J., Ikebukuro K., Sode K.
  • 雑誌名: Protein Sci. 巻: 31 ページ: e4434
  • DOI: 10.1002/pro.4434
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Strategies to simplify operation procedures for applying labeled antibody-based immunosensors to point-of-care testing (2022)
  • 著者名/発表者名: Kimura H., Asano R.
  • 雑誌名: Anal. Biochem. 巻: 654 ページ: 114806
  • DOI: 10.1016/j.ab.2022.114806
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of G-Quadruplex Ligands on the Topology, Stability, and Immunostimulatory Properties of G-Quadruplex-Based CpG Oligodeoxynucleotides (2022)
  • 著者名/発表者名: Anh Thi Tram Tu, Kazuaki Hoshi, Yue Ma, Taiji Oyama, Satoko Suzuki, Kaori Tsukakoshi, Kazuo Nagasawa, Kazunori Ikebukuro, Tomohiko Yamazaki
  • 雑誌名: ACS Chem Biol 巻: 17 (7) ページ: 1703-1713
  • DOI: 10.1021/acschembio.1c00904
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of Alkaline Phosphatase-Fused Mouse Prion Protein and Its Application in Toxic Aβ Oligomer Detection (2022)
  • 著者名/発表者名: Kaori Tsukakoshi, Rikako Kubo, Kazunori Ikebukuro
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 23 (23) ページ: 14588
  • DOI: 10.3390/ijms232314588
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The state of water molecules induces changes in the topologies and interactions of G-quadruplex DNA aptamers in hydrated ionic liquid (2022)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Fujita, Takuya Honda, Kaori Tsukakoshi, Hiroyuki Ohno, Kazunori Ikebukuro
  • 雑誌名: Journal of Molecular Liquids 巻: 366 ページ: 120175
  • DOI: 10.1016/j.molliq.2022.120175.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CpG Methylation Altered the Stability and Structure of the i-Motifs Located in the CpG Islands (2022)
  • 著者名/発表者名: Daiki Oshikawa, Shintaro Inaba, Yudai Kitagawa, Kaori Tsukakoshi, Kazunori Ikebukuro
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 23 (12) ページ: 6467
  • DOI: 10.3390/ijms23126467
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhancement of DNAzymatic activity using iterative in silico maturation (2022)
  • 著者名/発表者名: Renzo A Fenati, Zifei Chen, Yasuko Yamagishi, Kaori Tsukakoshi, Kazunori Ikebukuor, Anjay Manian, Salvy P Russo, Tomohiko Yamazaki, Amanda V Ellis
  • 雑誌名: J Mater Chem B 巻: 10 (43) ページ: 8960-8969
  • DOI: 10.1039/d2tb01638a
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a Lateral Flow Assay for Bevacizumab Using an Anti-Idiotype DNA Aptamer as a Capture Molecule (2022)
  • 著者名/発表者名: Kenichiro TODOROKI, Ryota ISOBE, Tomohiro YAMADA, Taro SAITO, Yutaka SHIMIZU, Kaori TSUKAKOSHI, Eiji SUGIYAMA, Hajime MIZUNO, Hideki HAYASHI, Kazunori IKEBUKURO
  • 雑誌名: CHROMATOGRAPHY 巻: 43 (2) ページ: 73-77
  • DOI: 10.15583/jpchrom.2022.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 筋骨格系の恒常性と機能性因子 (2023)
  • 著者名/発表者名: 稲田 全規
  • 学会等名: 日本農芸化学会2023年度大会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨髄芽球由来の好中球によるサイトカイン産生の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 磯村佳奈、富成司、平田美智子、稲田全規
  • 学会等名: 第４５回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 骨髄芽球より分化誘導された好中球によるサイトカイン産生の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 磯村佳奈、富成司、平田美智子、稲田全規
  • 学会等名: 第９５回日本生化学会大会
• [学会発表] 加重力およひ?微小重力下の運動によるマウス筋骨格系への影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 稲田 全規
  • 学会等名: 日本未病学会
  • 招待講演
• [学会発表] Caveolin-3発現が骨格筋細胞に与える影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 青木 鋭人、松延 道生、本橋 紀夫、富成 司、稲田 全規、青木 吉嗣
  • 学会等名: 第８回日本筋学会学術集会
• [学会発表] プロスタグランジンJ2による筋細胞増殖と分化の抑制作用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 髙戸谷 賢、富成 司、松本 千穂、宮浦 千里、平田 美智子、青木 吉嗣、稲田 全規
  • 学会等名: 第８回日本筋学会学術集会
• [学会発表] 細胞内活性酸素による破骨細胞の分化制御 (2022)
  • 著者名/発表者名: 富成司、松本千穂、平田美智子、田中優樹、高戸谷賢、稲田全規
  • 学会等名: 第40回日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] 乳癌エクソソームの膜型HB-EGFによるプロスタグランジンE2産生誘導と骨破壊の促進 (2022)
  • 著者名/発表者名: 芳之内翔成、唐牛健杜、菅崎萌、山崎徳道、富成司、平田美智子、丸山隆幸、稲田全規
  • 学会等名: 第40回日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] プロスタグランジンD2による筋細胞分化制御の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 田中歩、富成司、田中彩映子、松本千穂、平田美智子、宮浦千里、稲田全規
  • 学会等名: 第40回日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] 核酸共有結合タンパク質の探索と特性評価およびセンシング素子としての応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小宮英里香、髙松祥平、津川若子、早出広司、池袋一典、浅野竜太郎
  • 学会等名: 2022年 電気化学秋季大会
• [学会発表] グルコース脱水素酵素のスプリット化と電気化学イムノセンシング素子としての応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 飛田悠花、平野健輔、早出広司、津川若子、池袋一典、浅野竜太郎
  • 学会等名: 2022年 電気化学秋季大会
• [学会発表] 低分子抗体と乳酸酸化酵素を用いた四価イムノセンシング素子の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 織田美帆、平賀健太郎、早出広司、津川若子、池袋一典、浅野竜太郎
  • 学会等名: 日本化学会 生体機能関連化学部会若手の会 第33回サマースクール
• [学会発表] Development of anti-single-chain variable fragments DNA aptamers for the therapeutic scFv sensing (2022)
  • 著者名/発表者名: Mai Hamasaki, Ryutaro Asano, Kazunori Ikebukuro, Koji Sode
  • 学会等名: ACS Fall Meeting 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Catcher/Tagを用いた簡便かつ汎用的なイムノセンシング素子の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 浅野竜太郎
  • 学会等名: 第32回日本MRS年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質工学を駆使した多重特異性抗体の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 浅野竜太郎
  • 学会等名: 第74回日本生物工学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Rapid and convenient viral detection based on sequential enzymatic reactions induced by antibody-enzyme complex and aptamer binding (2022)
  • 著者名/発表者名: Daimei Miura, Wakana Hayashi, Kensuke Hirano, Ikkei Sasaki, Kaori Tsukakoshi, Wakako Tsugawa, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro, and Ryutaro Asano
  • 学会等名: Active Enzyme Molecule 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Exploration and application of DNA binding proteins as versatile tool for fabrication of biosensing elements (2022)
  • 著者名/発表者名: Erika Komiya, Shouhei Takamatsu, Kaori Tsukakoshi, Wakako Tsugawa, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro, and Ryutaro Asano
  • 学会等名: Active Enzyme Molecule 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Screening of aptamers specifically bind to various pollens (2022)
  • 著者名/発表者名: Hatsune Tanaka, Yusuke Kadoguchi, Kaori Tsukakoshi, Kazunori Ikebukuro
  • 学会等名: The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of CpG methylation based on structural change of G-quadruplex forming DNA oligonucleotide and its binding to heme protein (2022)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Inaba, Yudai Kitagawa, Kiwako Watanabe, Hijiri Hasegawa, Shusuke Numata, Kaori Tsukakoshi, Wakako Tsugawa, Ryutaro Asano, Kazunori Ikebukuro
  • 学会等名: The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 国際学会
• [学会発表] Proximity ligation assay using amyloid oligomer-binding aptamer with antibody indicates Aβ1-42 and Aβ3pE-42 oligomer formation in brain (2022)
  • 著者名/発表者名: Kaori Tsukakoshi, Jo Kamada, Toshiya Ibaraki, Kazunori Ikebukuro
  • 学会等名: The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 国際学会
• [学会発表] Anti-idiotype aptamer against Bevacizumab and its affinity change depending on pH (2022)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Ikebukuro, Taro Saito, Yutaka Shimizu, Kaori Tsukakoshi, Ryutaro Asano, Tomohiro Yamada, Tatsuki Nakano, Kodai Hara, Hitoshi Hashimoto, Kenichiro Todoroki
  • 学会等名: The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 国際学会
• [学会発表] ループ改変によるαシヌクレインオリゴマー結合アプタマーの改良 (2022)
  • 著者名/発表者名: 佐藤星, 塚越かおり, 池袋一典
  • 学会等名: 第41回日本認知症学会学術集会
• [学会発表] アプタマー・抗体を用いたProximity ligation assayによる脳内Aβオリゴマーの検出 (2022)
  • 著者名/発表者名: 塚越かおり, 茨木利哉, 鎌田晟, 池袋一典
  • 学会等名: 第41回日本認知症学会学術集会
• [学会発表] タンパク質機能を制御するDNAアプタマーの開発：「アプタマー生物学」の創成へ (2022)
  • 著者名/発表者名: 塚越 かおり, 小林 俊一, 守屋 里紗, 仲 和奏, 池袋 一典
  • 学会等名: 第41回日本認知症学会学術集会