がん細胞の持続的増殖における幹細胞性誘導の可視化と細胞増殖動態解析システムの開発

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K20597
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 加藤 光保 筑波大学, 医学医療系, 教授 (20194855)
• 研究期間 (年度): 2020-07-30 – 2024-03-31
• キーワード: 幹細胞誘導 / スフェア培養 / オルガノイド培養 / 生物発光共鳴エネルギー移行 / 多色イメージング

研究実績の概要

1. GPNMB, PMEPA1/TMEPAI, の遺伝子のノックアウトまたは遺伝子産物のノックダウンによって、乳癌細胞株をスフェア培養条件に移した際、あるいはマウスに移植した際に生じる幹細胞遺伝子の発現誘導が失われ、これとともにスフェアや腫瘍形成能が失われることを示した。この結果は、膵癌細胞株でも同様の結果が得られ、また食道癌細胞株などの扁平上皮癌では、TSC22 Homologous Gene-1 (THG-1)のノックアウトによっても同様の結果となることを見出し、幹細胞誘導が多くのがんにおいて腫瘍性増殖をもたらす主要ながん細胞特性であることを明らかにした。
2. 乳癌細胞をスフェア培養条件に移すと、核内のNOTCHなどが不均等に分布する不均等分裂を起こすことを見出した。またこの条件で、GPNMBをノックダウンしておくと２つの娘細胞の一方が膨化して細胞死に至ることを示した。また、細胞分裂過程で機能するAnillinやSeptinをノックダウンした場合にも同様に不均等分裂した一方の娘細胞だけが膨化して細胞死を来した。この時、幹細胞遺伝子の発言はむしろ亢進していたので、細胞死に至るのは分化した娘細胞であることが示唆された。
3. 膀胱癌細胞では、乳癌細胞や膵癌細胞とは異なり、GPNMBは多くの細胞で細胞膜表面に発現しており、浸潤能の亢進に関与していたが、幹細胞性や腫瘍形成能には関与していなかった。
4. 乳癌細胞を用いて、幹細胞遺伝子の発現、Ki67の発現、核膜の可視化を行い、がん細胞における幹細胞誘導とがん幹細胞の増速・分化の動態の可視化システムを構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Glycoprotein nonmetastatic melanoma protein B impacts the malignant potential of bladder cancer cells through its hem-immunoreceptor tyrosine-based activation motif. (2024)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Okita Y, Nagumo Y, Chin JM, Fikry MA, Shiga M, Kandori S, Kawahara T, Suzuki H, Nishiyama H, Kato M.
  • 雑誌名: Pathol Int. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/pin.13419.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2)Goto N, Suzuki H, Zheng L, Okano Y, Okita Y, Watanabe Y, Kato Y, Kato M. Promotion of squamous cell carcinoma tumorigenesis by oncogene-mediated THG-1/TSC22D4 phosphorylation. (2023)
  • 著者名/発表者名: Goto N, Suzuki H, Zheng L, Okano Y, Okita Y, Watanabe Y, Kato Y, Kato M.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 114(10) ページ: 3972-3983
  • DOI: 10.1111/cas.15934.
  • 査読あり
• [雑誌論文] he liver kinase B1 supports mammary epithelial morphogenesis by inhibiting critical factors that mediate epithelial-mesenchymal transition. (2023)
  • 著者名/発表者名: Tzavlaki K, Ohata Y, Moren A, Watanabe Y, Eriksson J, Tsuchiya M, Kubo Y, Yamamoto K, Sellin ME, Kato M, Caja L, Heldin C-H, Moustakas A.
  • 雑誌名: J Cell Physiol. 巻: 238(4) ページ: 790-812
  • DOI: 10.1002/jcp.30975
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 細胞運動性獲得におけるGPNMBの作用 (2023)
  • 著者名/発表者名: 沖田結花理、加藤光保
  • 学会等名: 第82回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Correlation of GPNMB and FGFR1 in breast cancer (2023)
  • 著者名/発表者名: Manar Elhinnawi; 沖田 結花里; 加藤光保
  • 学会等名: 第82回日本癌学会学術総会
• [学会発表] GPNMB is c-mannosylated and works as a WNT5α receptor (2023)
  • 著者名/発表者名: KATO Mitsuyasu
  • 学会等名: TGF-β meeting in Uppsala
  • 国際学会
• [備考] 筑波大学研究者総覧 加藤光保
  • URL: https://trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000001657
• [備考] 筑波大学人間総合科学学術院実験病理学研究室
  • URL: https://www.md.tsukuba.ac.jp/epatho/