がんの発生と悪性化に関わるゲノムインスタビリティー関連遺伝子の単離

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20590309
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 鈴木 元 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (80236017)
• 研究分担者: 村手 隆 名古屋大学, 医学部, 教授 (30239537)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: DNA複製 / ゲノムインスタビリティー / 癌 / DNA修復 / 細胞周期

研究概要

癌が突然変異によって発生することが報告されて以来、数多くの癌関連遺伝子がヒト癌において同定されてきた。我々は、肺癌組織158例のMicroarray解析の結果を用いて、ゲノムインテグリティー関連遺伝子のmRNA発現プロファイルの検討を行った。その結果、本来癌で増加するはずのゲノムインテグリティー関連遺伝子の一つPOLD4が、極めて生物学的悪性度の高い小細胞癌で特異的発現低下を示すことを見出した。そこでこの遺伝子のノックダウンを行い、表現型を調べたところ、DNA修復能の低下・細胞周期の遅延・染色体断裂の増加の3つの表現型を観察した。また、この遺伝子の過剰発現下でノックダウン実験を行い実験の特異性を調べたところ、全てについて相補を確認した。新たながんシグナル経路の発見に努めるべく、この遺伝子産物とともに免疫沈降する遺伝子産物を解析した。MSにて解析したところATM、CDC14等のチェックポイントタンパク質を同定した。さらに、肺癌細胞株を中心にPOLD4遺伝子の新規SNVを同定した。このSNVに対する他のタンパク質の結合性をyeast two hybrid assayで調べたところ、たいへん興味深いことに、POLD4が本来複合体を作るはずのDNA複製タンパク質POLD1との結合性が低下していることが明らかとなった。このことは今回発見したSNVがDNA複製能を変化させることを通じて細胞の癌化を促進する機構の存在を示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] Proteasomal Non-catalytic Subunit PSMD2 as a Potential Therapeutic Target in Association with Various Clinicopathologic Features in Lung Adenocarcinomas. (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama Y, Suzuki M, Arima C, Huang Q, Tomida S, Takeuchi T, Sugiyama R, Itoh Y, Yatabe Y, Goto H, Takahashi T.
  • 雑誌名: Mol Carcinog. in press.
• [雑誌論文] がんとmicroRNA癌細胞イラストレーテッド (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木元、高橋隆
  • 雑誌名: (印刷中)
• [雑誌論文] Heterogeneous sphingosine-1-phosphate lyase gene expression and its regulatory mechanism in human lung cancer cell lines. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Yoshida K, Murakami M, Hagiwara K, Sasaki N, Kobayashi M, Takagi A, Kojima T, Sobue S, Suzuki M, Tamiya-Koizumi K, Nakamura M, Banno Y, Nozawa Y, Murate T.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 1811 ページ: 119-128
• [雑誌論文] 遺伝的揺らぎと発癌機序解明にむけて (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木元
  • 雑誌名: メディカルバイオ 別冊号 ページ: 86-90
• [雑誌論文] がんとmicroRNA血液・腫瘍科 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木元、高橋隆
  • 雑誌名: 61 ページ: 621-626
• [雑誌論文] Mechanism of increased PLD1 gene expression during early adipocyte differentiation process of mouse cell line 3T3-L1. (2010)
  • 著者名/発表者名: Gao S, Ito H, Murakami M, Yoshida K, Tagawa Y, Hagiwara K, Takagi A, Kojima T, Suzuki M, Banno Y, Ohguchi K, Nozawa Y, Murate T.
  • 雑誌名: J Cell Biochem. 109 ページ: 375-382
• [雑誌論文] Roles of POLD4, smallest subunit of DNA polymerase delta, in nuclear structures and genomic stability of human cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Huang QM, Akashi T, Masuda Y, Kamiya K, Takahashi T, Suzuki M.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 391 ページ: 542-546
• [雑誌論文] Regulation of DNA polymerase POLD4 influences genomic instability in lung cancer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Huang QM, Tomida S, Masuda Y, Arima C, Cao K, Kasahara TA, Osada H, Yatabe Y, Akashi T, Kamiya K, Takahashi T, Suzuki M.
  • 雑誌名: Cancer Res. 70 ページ: 8407-8416
• [雑誌論文] ATRA inhibits ceramide kinase transcription in a human neuroblastoma cell line, SH-SY5Y cells : the role of COUP-TFI. (2010)
  • 著者名/発表者名: Murakami M, Ito H, Hagiwara K, Yoshida K, Sobue S, Ichihara M, Takagi A, Kojima T, Tanaka K, Tamiya-Koizumi K, Kyogashima M, Suzuki M, Banno Y, Nozawa Y, Murate T.
  • 雑誌名: J Neurochem. 112 ページ: 511-520
• [雑誌論文] Functions of base selection step in human DNA polymerase alpha. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka S, Cao K, Niimi A, Limsirichaikul S, Miao HQ, Nakamura N, Murate T, Hasegawa Y, Takahashi T, Suzuki M.
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst). 9 ページ: 534-541
• [雑誌論文] miRNAの異常と肺癌の分子病態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 細野祥之, 鈴木元, 高橋隆
  • 雑誌名: 実験医学 27 ページ: 1218-1222
• [雑誌論文] Counterbalance between RB inactivation and miR-17-92 overexpression in reactive oxygen species and DNA damage induction in lung cancers. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ebi H, Sato T, Sugito N, Hosono Y, Yatabe Y, Matsuyama Y, Yamaguchi T, Osada H, Suzuki M, Takahashi T.
  • 雑誌名: Oncogene. 28 ページ: 3371-3379
• [雑誌論文] p27 deregulation by Skp2 overexpression induced by the JAK2V617 mutation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Furuhata A, Kimura A, Shide K, Shimoda K, Murakami M, Ito H, Gao S, Yoshida K, Tagawa Y, Hagiwara K, Takagi A, Kojima T, Suzuki M, Abe A, Naoe T, Murate T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 383 ページ: 411-416
• [雑誌論文] GATA-1 and GATA-2 binding to 3' enhancer of WT1 gene is essential for its transcription in acute leukemia and solid tumor cell lines. (2009)
  • 著者名/発表者名: Furuhata A, Murakami M, Ito H, Gao S, Yoshida K, Sobue S, Kikuchi R, Iwasaki T, Takagi A, Kojima T, Suzuki M, Abe A, Naoe T, Murate T.
  • 雑誌名: Leukemia. 23 ページ: 1270-1277
• [雑誌論文] Mutated Ras induced PLD1 gene expression in human colon cancer cell lines and a mouse cell line of NIH3T3. (2009)
  • 著者名/発表者名: Gao S, Murakami S, Ito S, Furuhata A, Yoshida K, Tagawa Y, Hagiwara K, Takagi A, Kojima T, Suzuki M, Banno Y, Nozawa K, Murate T.
  • 雑誌名: Nagoya J Med Sci. 71 ページ: 127-136
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of neutral sphingomyelinase 2 gene expression of a human breast cancer cell line, MCF-7, induced by the anti-cancer drug, daunorubicin. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Murakami M, Furuhata A, Gao S, Yoshida K, Sobue S, Hagiwara K, Takagi A, Kojima T, Suzuki M, Banno Y, Tanaka K, Tamiya-Koizumi K, Kyogashima M, Nozawa Y, Murate T.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 1789 ページ: 681-690
• [雑誌論文] PCNA mono-ubiquitination and activation of translesion DNA polymerases by DNA polymerase alpha. (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Niimi A, Limsirichaikul S, Tomida S, Huang Q, Izuta S, Usukura J, Itoh Y, Hishida T, Akashi T, Nakagawa Y, Kikuchi A, Pavlov Y, Murate T, Takahashi T.
  • 雑誌名: J Biochem. 146 ページ: 13-21
• [雑誌論文] Characterization of myelodysplastic syndrome and aplastic anemia by immunostaining of p53 and hemoglobin F and karyotype analysis : differential diagnosis between refractory anemia and aplastic anemia. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki T, Murakami M, Sugisaki C, Sobue S, Ohashi H, Asano H, Suzuki M, Nakamura S, Ito M, Murate T.
  • 雑誌名: Pathol Int. 58 ページ: 353-360
• [雑誌論文] v-Src oncogene product increases sphingosine kinase 1 expression through mRNA stabilization : alteration of AU-rich element-binding proteins. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sobue S, Murakami M, Banno Y, Ito H, Kimura A, Gao S, Furuhata A, Takagi A, Kojima T, Suzuki M, Nozawa Y, Murate T.
  • 雑誌名: Oncogene. 27 ページ: 6023-6033
• [雑誌論文] Implications of sphingosine kinase 1 expression level for the cellular sphingolipid rheostat : relevance as a marker for daunorubicin sensitivity of leukemia cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sobue S, Nemoto S, Murakami M, Ito H, Kimura A, Gao S, Furuhata A, Takagi A, Kojima T, Nakamura M, Ito Y, Suzuki M, Banno Y, Nozawa Y, Murate T.
  • 雑誌名: Int J Hematol. 87 ページ: 266-275
• [雑誌論文] Hyper-phosphorylated retinoblastoma protein suppresses telomere elongation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Takemura M, Sugimura K, Okumura K, Limsirichaikul S, Suzuki M, Yamada Y, Yoshida S.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 72 ページ: 630-635
• [雑誌論文] let-7 regulates Dicer expression and constitutes a negative feedback loop. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokumaru S, Suzuki M, Yamada H, Nagino M, Takahashi T.
  • 雑誌名: Carcinogenesis. 29 ページ: 2073-2077
• [学会発表] ALTERATION OF LIPID CONSTITUENT IN CANCER CELL MEMBRANE INDUCED BY HYBRID LIPOSOME. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ke Cao, Keiko Tamiya-Koizumi, Kouji Tanaka, Mamoru Kyogashima, Mitsuhiro Nakamura, Yoshiko Banno, Yuji Komizua, Ryuichi Ueoka, Motoshi Suzuki.
  • 学会等名: 第4回ナノ・バイオメディシンシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20110200
• [学会発表] AN APPROACH TO REVEAL THE FUNCTIONAL INTERACTION BETWEEN GENETIC FLUCTUATION AND LUNG CANCER. (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M
  • 学会等名: The 4th International Symposium on "Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Otsu
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] ALTERATION OF LIPID CONSTITUENT IN CANCER CELL MEMBRANE INDUCED BY HYBRID LIPOSOME. (2010)
  • 著者名/発表者名: Cao K, Tamiya-Koizumi K, Tanaka K, Kyogashima M, Nakamura M, Banno Y, Komizu Y, Ueoka R, Suzuki M
  • 学会等名: The 4th International Symposium on "Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Otsu
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] Implications of POLD4 regulation and genomic instability in small cell lung cancer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Motoshi Suzuki, Shuta Tomida, Chinatsu Arima, Yuji Masuda, Kenji Kamiya, Hirotaka Osada, Yasushi Yatabe, Qin Miao Huang, Takashi Takahashi.
  • 学会等名: 第69回日本癌学会総会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] Functions of base selection step in human DNA polymerase alpha. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Tanaka, Ke Cao, Huang Qin Miao, Noriko Nakamura, Yoshinori Hasegawa, Takashi Takahashi, Motoshi Suzuki.
  • 学会等名: 第69回日本癌学会総会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] Epigenetic reduction of POLD4/p12 and genomic instability induction in small cell lung cancer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Huang QM, Tomida S, Masuda S, Arima C, Kasahara T, Osada H, Akashi T, Murate T, Kamiya K, Takahashi T, Suzuki M
  • 学会等名: International Conference on Radiation and Cancer Biology at Nagasaki 2010'
  • 発表場所: Nagasaki
  • 年月日: 20100200
• [学会発表] Epigenetic reduction of POLD4/p12 and genomic instability induction in small cell lung cancer. (2009)
  • 著者名/発表者名: Huang QM, Tomida S, Masuda S, Arima C, Kasahara T, Osada H, Akashi T, Murate T, Kamiya K, Takahashi T, Suzuki M
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on "Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20091200
• [学会発表] Gene profiling listed a genomic instability gene involved in lung cancer. (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M
  • 学会等名: the 25th RBC International Symposium
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] Epigenetic reduction of POLD4/p12 and genomic instability induction in small cell lung cancer. (2009)
  • 著者名/発表者名: Huang QM, Tomida S, Masuda S, Arima C, Kasahara T, Osada H, Akashi T, Murate T, Kamiya K, Takahashi T, Suzuki M
  • 学会等名: The 2nd International Symposium of Nagoya Univ GCOE
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] Elucidation of Proteasomal Non-catalytic Subunit PSMD2 as Potential Therapeutic Target and Its Co-upregulation with Proteasome Pathway Genes in Association with Various Clinicopathologic Features in Lung Adenocarcinomas. (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama M, Suzuki M, Arima C, Huang QM, Tomida S, Takeuchi T, Sugiyama R, Itoh Y, Yatabe Y, Goto H, Takahashi T
  • 学会等名: The 2nd International Symposium of Nagoya Univ GCOE
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] Epigenetic reduction of POLD4/p12 and genomic instability induction in small cell lung cancer. (2009)
  • 著者名/発表者名: Huang QM, Tomida S, Masuda S, Arima C, Kasahara T, Osada H, Akashi T, Murate T, Kamiya K, Takahashi T, Suzuki M
  • 学会等名: The 19th International Symposium of Hiroshima Cancer Seminar in conjugation with Three Universities' Consortium
  • 発表場所: Hiroshima(Best Poster Award)
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] Genomic instability and aberrant fork structures induced by DNA replication errors. (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Tanaka S, Tomida S, Murate T, Takahashi T
  • 学会等名: 第67回日本癌学会学術総会、ワークショップ
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20081000
• [学会発表] let-7 regulates Dicer expression and constitutes a negative feedback loop (2008)
  • 著者名/発表者名: Shogo Tokumaru, Motoshi Suzuki, Hideki Yamada, Masato Nagino, Takashi Takahashi
  • 学会等名: 第67回日本癌学会総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20081000
• [学会発表] PCNA Mono-ubiquitination and Activation of Translesion DNA Polymerases Caused by DNA Replication Errors. (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M
  • 学会等名: The 5th Forum on Oxidative Stress and Aging.
  • 発表場所: Ancona, Italy
  • 年月日: 20080900
• [備考] ホームページ等
• [産業財産権] Thermostable polymerases having altered fidelity and method of identifying and using same (2009)
  • 発明者名: Loeb LA, Hood L, Suzuki M
  • 権利者名: Washington University School of Medicine
  • 産業財産権番号: US patent application,20090004656
  • 出願年月日: 2009-01-01