神経芽腫がん幹細胞標的治療法の開発に向けたポリコーム蛋白Bmil1のターゲット検索

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21591377
• 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: 小児科学
• 研究機関: 千葉県がんセンター(研究所)
• 研究代表者: 上條 岳彦 千葉県がんセンター(研究所), 発がん研究グループ, 部長 (90262708)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: Bmi1 / 小児腫瘍 / ポリコーム / がん幹細胞

研究概要

ChIPアッセイによってMYCNが直接Bmi1プロモーターに結合することを見出し、MYCNがBmi1の転写を活性化することをルシフェラーゼアッセイで明らかにした。MYCNの発現誘導株Tet21/Nを用いて、MYCN誘導が転写レベルでBmi1を誘導することを見出した。
さらに、Bmi1が神経芽腫細胞の増殖を調節する重要な因子の一つであることを、Bmi1過剰発現株で神経芽腫細胞株の増殖が促進されることで確認した。Bmi1をノックダウンした細胞では、これらのWST-8アッセイおよび軟寒天培地中でのコロニー形成アッセイで増殖能・コロニー形成能が低下することも示された。Bmi1の転写抑制の標的として、がん抑制遺伝子KIF1BbとTSLC1が重要であることを発現遺伝子のチップアッセイによる網羅的解析で見出した。Bmi1の過剰発現株とノックダウン株を用いて、Bmi1がKIF1BbとTSLC1の転写を阻害していることを複数の神経芽腫細胞株を用いて明らかにした(Ochiai H et al., ONCOGENE, 2010)。
網羅的スクリーニングの結果、重要ながん抑制遺伝子RUNX3がBMI1の新たなターゲットである可能性が示唆された。BMI1ノックダウンでRUNX3転写再活性化(de-repression)が起きるかを検討したところ、複数の細胞株でRUNX3転写再活性化が認められた。BMI1によるエピジェネティックなRUNX3転写抑制が、発がんに重要な現象であることが示唆された。
BMI1ノックダウン由来アポトーシスのメカニズムを詳細に検討したところ、RUNX3の占める役割よりもBMI1ノックダウンによるDNAダメージ誘導が重要な役割を行っていることを見出した。このアポトーシスはp53/p73依存性であり、活性酸素産生が関与していた。さらに、このBMI1ノックダウン由来アポトーシスについては、BMI1のポリコームタンパクとしての機能が重要化が明らかにされていなかった。そこでBMI1ノックダウンに先立ってポリコームタンパクPRC2群のKey分子EZH2またはPRC1群のKey分子Ring1b(ヒストンH2ユビキチンリガーゼ)をレンチウイルスで発現し、このアポトーシスをキャンセルできるかを検討したが、部分的なものであった。BMI1のポリコームに関連しない機能が、このアポトーシス誘導に重要である可能性が示唆された。難治性神経芽腫の分子標的療法開発に重要な知見と考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] CD133 suppresses neuroblastoma cell differentiation via signal pathway-modification (2011)
  • 著者名/発表者名: Takenobu H, Shimozato O, Nakamura T, Ochiai H, Yamaguchi Y, Ohira M, Nakagawara A, Kamijo T
  • 雑誌名: ONCOGENE 巻: 30(1) ページ: 97-105
• [雑誌論文] Mammalian Polycomblike Pcl2/Mtf2 is a novel regulatory component of PRC2 that can differentially modulate Polycomb activity at both the Hox gene cluster and at Cdkn2a genes (2011)
  • 著者名/発表者名: Li X, Isono K, Yamada D, Endo TA, Endoh M, Shinga J, Koseki YM, Otte AP, Casanova M, Kitamura M, Kamijo T, Sharif J, Ohara O, Toyada T, Bernstein BE, Brockdorff N and Koseki H
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 31(2) ページ: 351-64
• [雑誌論文] Bmi1 regulates cell fate via tumor suppressor WWOX repression in small cell lung cancer cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura M, Takenobu H, Akita N, Nakazawa A, Ochiai H, Shimozato O, Fujimura YI, Koseki H, Yoshino I, Kimura H, Nakagawara A, Kamijo T
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 102(5) ページ: 983-990
• [雑誌論文] Regulation of the MDM2-P53 Pathway and Tumor Growth by PICT1/GLTSCR2 via Nucleolar RPL11 (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Kawahara K, Nishio M, Mimori K, Kogo R, Hamada K, Itoh B, Wang J, Komatsu Y, Yang YR, Hikasa H, Horie Y, Yamashita T, Kamijo T, Zhang Y, Zhu Y, Prives C, Nakano T, Mak TW, Sasaki T, Tomohiko Maehama T, Mori M, and Suzuki A
  • 雑誌名: Nat Med 巻: 17(8) ページ: 944-51
• [雑誌論文] Bmi1 is a MYCN target gene and regulates tumorigenesis via repression of KIF1B・and TSLC1 in neuroblastoma (2010)
  • 著者名/発表者名: Ochiai H, Takenobu H, Nakagawa A, Yamaguchi Y, Kimura K, Ohira M, Okimoto Y, Fujimura Y, Koseki H, Kohno Y, Nakagawara A, Kamijo T
  • 雑誌名: ONCOGENE 巻: 29(18) ページ: 2681-90
• [雑誌論文] Polycomb group molecule PHC3 regulates polycomb complex composition and prognosis of osteosarcoma (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwata S, Takenobu H, Kageyama H, Koseki H, Ishii T, Nakazawa A, Tatezaki SI, Nakagawara A, Kamijo T
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 101(7) ページ: 1646-52
• [雑誌論文] HDM2 impairs Noxa transcription and affects apoptotic cell death in a p53/p73-dependent manner in neuroblastoma (2010)
  • 著者名/発表者名: Shi Y, Taenobu H, Kurata K, Yamaguchi Y, Yanagisawa R, Ohira M, Koike K, Nakagawara A, Jiang LL, Kamijo T
  • 雑誌名: European J of Cancer 巻: 46(12) ページ: 2324-34
• [雑誌論文] Reevaluation of trkA expression as a biological marker of neuroblastoma by high-sensitivity expression analysis-a study of 106 primary neuroblastomas treated in a single institute (2010)
  • 著者名/発表者名: Hishiki T, Saito T, Terui K, Sato Y, Takenouchi A, Yahata E, Ono S, Nakagawara A, Kamijo T, Nakamura Y, Matsunaga T, Yoshida H
  • 雑誌名: J Pediatr Surg 巻: 45(12) ページ: 2293-8
• [雑誌論文] Plk1 regulates liver tumor cell death by phosphorylation of TAp63 (2009)
  • 著者名/発表者名: Komatsu S, Takenobu H, Ozaki T, Ando K, Koida N, Suenaga Y, Ichikawa T, Hishiki T, Chiba T, Iwama A, Yoshida H, Ohnuma N, Nakagawara A, Kamijo T
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 28(41) ページ: 3631-41
• [雑誌論文] TBP(TATA-binding Protein)-like Protein(TLP) Is Engaged in Etoposide-induced Apoptosis Through Transcriptional Activation of HumanTAp63 Gene (2009)
  • 著者名/発表者名: Suenaga Y, Ozaki T, Tanaka Y, Bu Y, Kamijo T, Tokuhisa T, Nakagawara A, Tamura TA
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 284(51) ページ: 35433-40
• [図書] がん組織バンクとその応用研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上條岳彦、中村洋子、大平美紀、中川原章
  • 総ページ数: 130-132
  • 出版者: 永井書店
• [図書] 血液・腫瘍性疾患神経芽腫 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上條岳彦
  • 総ページ数: 1220-1224
  • 出版者: 東京医学社
• [備考]
  • URL: http://www.chiba-cc.jp/inst/jp/organization/005.html