マウスモデルを用いた消化器癌転移の研究

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21229005
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 武藤 誠 京都大学, 医学研究科, 教授 (70281714)
• 研究分担者: 園下 将大 京都大学, 工学研究科, 講師 (80511857) ; 青木 耕史 京都大学, 工学研究科, 助教 (40402862) ; 藤下 晃章 京都大学, 工学研究科, 助教 (50511870)
• キーワード: 消化器癌 / 転移 / マウスモデル / 未分化骨髄球 / Notch

研究概要

1.大腸がん細胞の転移を水先案内する未分化骨髄球の研究
今年度はCCR1プロモーターでGFP変異体の蛍光タンパクであるVenusを発現させるCCR1レポーターBACトランスジェニックマウスを作製した。現在までにこのマウスを作出することに成功し、骨髄や脾臓においてVenus陽性細胞の殆どが骨髄球系の細胞であること、蛍光強度とCCR1発現量が比例したことから、Venus陽性細胞がCCR1発現細胞であることが確認できた。予備実験から、大腸がん肝転移モデルにおいてVenus陽性細胞が転移巣に集積する事を確認している。今後この細胞をFACSにより単離し、マイクロアレイ解析により特徴付けることを検討している。さらに、このCCR1発現細胞が転移を助けるメカニズムについて今後検討していく。
2.がん細胞の転移を制御するAesとNotchシグナルの機構解明
前年度までに、大腸癌細胞をピストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACi)で処理するとAESm RNA量が減少することが分かっている。経時変化を解析した結果、HDACi添加後すぐにAESm RNA量は減少し始めること、また、タンパク合成阻害剤であるシクロヘキシミドはこの減少に影響を及ぼさないことが分かり、タンパクの新規合成を介さないAES発現制御様式が示唆された。
3.大腸がんの転移における、発がん初期シグナルや分子の評価
大腸がんマウスモデルであるApc/Smad4複合変異マウスの腫瘍においては、mTORC1経路の活性化が観察される。このマウスにmTORC1阻害剤を投与したところ、非投与群と比べて阻害剤投与群では明確な生存期間の延長が確認できた。また腫瘍の数も阻害剤投与により減少しており、同時にがん細胞の浸潤も抑制できた。さらにmTORC1阻害剤の投与により腫瘍における大腸がん細胞増殖及び血管新生が抑制されている事が確認できた。
また、CDX2はオートファジー必須酵素であるATG7に結合し、オートファジーを促進することを見出した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

おおむね当初の計画通りに進行している。CCR1レポーターマウスの樹立に成功しており、これまで極めて困難だったCCR1発現細胞の単離が可能になるなど今後の解析の有用なツールになると期待される。また、HDACiがAES nRNAの発現を抑制するという予期しなかった非常に興味深いデータも得られている。新たな遺伝子発現制御の解明に繋がる可能性があり、積極的に推進する。また、mTORC1は悪性化阻止の有力な標的の一つであることを実証できつつあり、その詳細な阻害機序を解析することでさらなる標的の同定や効率の良い予防法の確立へと結びつけたい。

今後の研究の推進方策

今後は、H24が最終年度となるので、進行中の実験を年度末までにまとめて論文として発表することに努めたい。CCR1の転移促進機構についてはレポーターBACトランスジェニックマウスを中心とした解析を、また、Aesによる転移抑制機構については、AES/Aes遺伝子の発現制御の解析に加え、Notchシグナルの転移促進の分子機構の解析に努力を集中する予定である。一方、CDX2とオートファジーの関連については、研究分担者がH23.12.31付けで転出し、福井大学で続行したいとの意向なので、本学における遂行は中止する。

研究成果

• [雑誌論文] Ectopic Wnt/beta-catenin signaling induces neurogenesis in the spinal cord and hindbrain floor date (2012)
  • 著者名/発表者名: Joksimovic M, Patel M, Taketo M, Johnson R, Awatramani R
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: e30266
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0030266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Runx3 is required for full activation of regulatory T cells to prevent colitis-associated tumor formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugai M, Aoki K, Osato M, Nambu Y, Ito K, Taketo MM, Shimizu A.
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 186 ページ: 6515-6520
• [雑誌論文] Prospero-related homeobox 1 gene (Prox1)is regulated by canonical Wnt signaling and has a stage-specific role in adult hippocampal neurogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Karalay O,.Doberauer K, Vadodaria KC, Knobloch M, Berti L, Miquelajauregui A, Schwark M, Jagasia R, Taketo MM, Tarabykin V, Lie DC, Jessberger S.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 108 ページ: 5807-5812
  • DOI: 10.1073/pnas.1013456108
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-Catenin signaling regulates the timing of cell differentiation in mouse retinal progenitor cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Ouchi Y, Baba Y, Koso H, Taketo MM, Iwamoto T, Aburatani H, Watanabe S
  • 雑誌名: Mol Cell Neurosci 巻: 46 ページ: 770-780
  • DOI: 10.1016/j.mcn.2011.02.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] JNK signaling promotes intestinal tumorigenesis through mTOR compleXlactivation in ApcΔ716 mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujishita T, Aoki M, Taketo MM
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 140 ページ: 1566-1563
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2011.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mammalian Target of Rapamycin Is a Therapeutic Target for Murine Ovarian Endometrioid Adenocarci nomas with Dysregulated Wnt/β-Catenin and PTEN (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanwar PS, Zhang L, Kaneko-Tarui T, Curley MD, Taketo MM, Rani P, Roberts DJ, Teixeira JM
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 ページ: e20715
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0020715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordinated activation of wnt in epithelial and melanocyte stem cells initiates pigmented hair regeneration (2011)
  • 著者名/発表者名: Rabbani P, Takeo M, Chou W, Myung P,Bosenberg M, Chin L, Taketo MM, Ito M
  • 雑誌名: Cell 巻: 145 ページ: 941-955
  • DOI: 10.1016/j.cell.2011.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ras mutation cooperates with β-catenin activation to drive bladder tumourigenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Ahmad I, Patel R, Liu Y, Singh LB, Taketo MM, Wu XR, Leung HY,Sansom OJ
  • 雑誌名: Cell Death Dis 巻: 2 ページ: e124
  • DOI: 10.1038/cddis.2011.7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wnt/{beta}-Catenin Pathway in Podocytes Integrates Cell Adhesion, Differentiation, and Survival (2011)
  • 著者名/発表者名: Kato H, Gruenwald A, Suh JH, Miner JH, Barisoni-Thomas L, Taketo MM, Faul C, Millar SE, Holzman LB, Susztak K
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 ページ: 26003-26015
  • DOI: 10.1074/jbc.Mill.223164
  • 査読あり
• [雑誌論文] From the Cover : Increased Wingless (Wnt)signaling in pituitary progenitor/stem cells gives rise to pituitary tumors in mice and humans (2011)
  • 著者名/発表者名: Gaston-Massuet C, Andoniadou CL, Signore M, Jayakody SA, Charolidi N, Kyeyune R, Vernay B, Jacques TS, Taketo MM, Le Tissier P, Dattani MT, Mart inez-Barbera JP
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 108 ページ: 11482-11487
  • DOI: 10.1073/pnas.1101553108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adenomatous polyposis coli heterozygous knockout mice display hypoactivity and age-dependent working memory deficits (2011)
  • 著者名/発表者名: Koshimizu H, Fukui Y, Takao K, Ohira K, Tanda K, Nakanishi K, Toyama K, Oshima M,Take to MM, Miyakawa T
  • 雑誌名: Front Behav Neurosci 巻: 5 ページ: 85
  • DOI: 10.3389/fnbeh.2011.00085
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wnt9b-dependent FGF signaling is crucial for outgrowth of the nasal and maxillary processes during upper jaw and lip development (2011)
  • 著者名/発表者名: Jin YR, Han XH, Taketo MM, Yoon JK
  • 雑誌名: Development 巻: 139 ページ: 1821-1830
  • DOI: 10.1242/dev.075796
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-catenin is a central mediator of pro-fibrotic Wnt signaling in systemic sclerosis (2011)
  • 著者名/発表者名: Beyer C, Schramm A, Akhmetshina A, Dees C, Kireva T, Gelse K, Sonnylal S, de Crombrugghe B, Taketo MM, Distler O, Schett G, Distler JH
  • 雑誌名: Ann Rheum Dis 巻: 71 ページ: 761-767
  • DOI: 10.1136/annrheumdis-2011-200568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Taketo MM, de Rooij DG, Adams IR, Chaboissier MC (2011)
  • 著者名/発表者名: Chassot AA, Gregoire EP, Lavery R,
  • 雑誌名: RSPO1/β-catenin signaling pathway regulates oogonia differentiation and entry into meiosis in the mouse fetal ovary PLoS One 巻: 6 ページ: e25641
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0025641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms of liver metastasis (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawada K, HaSegawa S, Murakami T, Itatani Y, Hosogi H, Sonoshita M, Kitamura T, Fujishita T, Iwamoto M, Matsumoto T, Matsusue R, Hida K, Akiyaraa G, Okoshi K, Yamada M, Kawamura J, Taketo MM, Sakai Y
  • 雑誌名: Int J Clin Oncol 巻: 16 ページ: 464-472
  • DOI: 10.1007/s10147-011-0307-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonmyelinating Schwann cells maintain hematopoietic stem cell hibernation in the bone marrow niche (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki S, Ema H, Karlsson G, Yamaguchi T, Miyoshi H, Shioda S, Taketo MM, Karlsson S, Iwama A, Nakauchi H
  • 雑誌名: Cell 巻: 147 ページ: 1146-1158
  • DOI: 10.1016/j.cell.2011.09.053
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-catenin signaling controls metastasis in Braf-activated Pten-deficient melanomas (2011)
  • 著者名/発表者名: Damsky WE, Curley DP, Santhanakrishnan M, Rosenbaum LE, Platt JT, Gould Rothberg BE, Taketo MM, Dankort D, Rimm DL, McMahon M, Bosenberg M
  • 雑誌名: Cancer Cell 巻: 20 ページ: 741-754
  • DOI: 10.1016/j.ccr.2011.10.030
  • 査読あり
• [学会発表] INK signaling promotes intestinal tumorigenesis through mTORC1 pathway activation in ApeΔ716 mice (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤下晃章, 青木正博, 武藤誠
  • 学会等名: 第85回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] Novel molecular mechanisms that stimulate colon cancer invasion and metastasis (2012)
  • 著者名/発表者名: 武藤誠
  • 学会等名: Infection, Immunity and Cancer
  • 発表場所: 京都大学(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-16
• [学会発表] Colon cancer metastasis suppressor Aes inhibits Notch signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: 武藤誠
  • 学会等名: The Notch Meeting V
  • 発表場所: Athens, Greece(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-06
• [学会発表] Stimulation of colon cancer metastasis by Notch signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: 園下将大
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会シンポジウムUse of animal models for advances in cancer prevention and treatment
  • 発表場所: 名古屋コングレスセンター(英語、招待講演)
  • 年月日: 2011-10-05
• [学会発表] JNK promotes intestinal tumor formation in mutant mice through activation of mTOR couplex 1 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木正博, 藤下晃章、武藤誠
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋コングレスセンター
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] The roles of mTORC1 in the intestinal adenocarcinoma (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤下晃章、青木正博, 武藤誠
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋コングレスセンター
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] JNKシグナル伝達経路はmTORC1の活性化を介してApe変異マウスの腸管腫瘍形成を促進する (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木正博, 藤下晃章、 武藤誠
  • 学会等名: 第15回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • 発表場所: ホテル日航東京
  • 年月日: 2011-06-23
• [備考]
  • URL: http://www4.mfour.med.kyoto-u.ac.jp/frameTOP(J).htm