Xp11.2転座腎細胞癌における低酸素応答経路の活性化による発癌メカニズムの解明

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K06000
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 舟崎 慎太郎 熊本大学, 国際先端医学研究機構, リサーチ・スペシャリスト (70794452)
• 研究分担者: 馬場 理也 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 准教授 (10347304)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: Xp11.2転座型腎細胞癌 / PRCC-TFE3

研究実績の概要

Xp11.2転座型腎細癌は転写因子TFE3の融合によるキメラ遺伝子(TFE3キメラ)によって引き起こされる、組織学的にユニークな腎細胞癌である。融合したTFE3キメラタンパクの転写亢進が発癌に重要であることが示唆されているが、そのメカニズムは明らかになっていない。我々はTFE3キメラを腎臓に発現させたXp11.2転座型腎細胞癌マウスモデル(PRCC-TFE3マウス)を作製し、TFE3キメラが低酸素応答に関する経路を亢進させること見出した。PRCC-TFE3マウスは低酸素誘導因子Hif-1aのノックアウトと交配するとPRCC-TFE3によって生じる腎癌を改善したことから、TFE3キメラによる低酸素応答経路の活性化が発癌や腫瘍増殖に関与すると考えられ、本研究ではその詳しいメカニズムを明らかにすることを目的としている。
本年度はTFE3キメラの発現が低酸素経路を活性化するその分子制御メカニズムについて詳細に解析を進めた。まず、ヒト腎臓近位尿細管上皮細胞株HK2、及びヒト胎児腎細胞株HEK293にPRCC-TFE3をdoxycyclin依存的に誘導できる細胞株を樹立し、その細胞を用いた遺伝子発現差解析及びPRCC-TFE3によるChIP解析を行うこととした。これらの細胞においてTFE3キメラの発現により誘導された遺伝子群では、マウスモデルでの結果と同様に低酸素応答経路の活性が行進していることが確認された。さらに、ChIP解析よりPRCC-TFE3がHIFプロモーターに直接結合していることもわかり、これらの結果からPRCC-TFE3/HIF経路のダイレクトな制御メカニズムが明らかになった。

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

ヒト腎近位尿細管上皮細胞株HK2、及びヒト胎児腎細株HEK293にPRCC-TFE3をdoxycyclin依存的に誘導する細胞系を用いたRNAseqとChIPseq解析から、PRCC-TFE3はHIF1およびHIF2いずれも制御することがわかった。そしてルシフェラーゼを用いたプロモーターのレポーター解析とChIP解析によって、HIFプロモーターへのPRCC-TFE3の制御は直接結合することによることがしめされた。今後これらの下流のシグニチャーで発癌と関連の深いものについてより詳しく調べることで、転座型腎細胞癌においてのHIF経路の活性化のアウトプットを明らかにする。

今後の研究の推進方策

PRCC-TFE3マウスモデルではHif-1aのノックアウトと交配することで発癌が抑制されることから、PRCC-TFE3はHif-1/2いずれも細胞レベルでは制御される。一方で、マウスモデルでの発癌には主にHif-1a経路のみが特に重要であることが我々のノックアウトマウス解析より明らかになっている。この特徴を調べるために、このマウスとHif-1aノックアウト由来の腎臓を用いたRNAseqによる発現差解析やメタボローム解析を計画通り進める。これによって、Hif-1a遺伝子の有無によって生じるパスウェイを検出する。同時に、Hif-1とHif-2の分子機能の違いなどにも着目して、重要な下流の変化を明らかにしたい。加えて、PRCC-TFE3とHif-1aが共通して制御するターゲット遺伝子の関与についても調べることを計画している。

次年度使用額が生じた理由

今年度実施予定だった、ChIP-seqの解析に関して次年度に行うことにしたため、その分の予算を来年度に持ち越した。PRCC-TFE3によるChIP-reqのみ想定していたが、HIFとPRCC-TFE3が強調して下流の遺伝子を制御をしている可能性が新たにでてきたため、HIF-1によるChIP-seq 解析を新たに行うことを検討しており、その予算を本年度から次年度に計上している。

研究成果

• [雑誌論文] Targeting chemoresistance in Xp11.2 translocation renal cell carcinoma using a novel polyamide-chlorambucil conjugate (2023)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Funasaki, Sally Mehanna, Ma Wenjuan, Hidekazu Nishizawa, Yasuhiko Kamikubo, Hiroshi Sugiyama, Shuji Ikeda, Takanobu Motoshima, Hisashi Hasumi, W. Marston Linehan, Laura Schmidt, Chris Ricketts, Toshio Suda, Yuichi Oike, Tomomi Kamba, Masaya Baba
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: in press ページ: -
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Xp11.2転座型腎細胞癌の薬剤耐性回避メカニズムの解明と転座型TFE3の活性制御による新しい治療薬の開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 舟崎 慎太郎、Sally Mehanna、上久保 靖彦、杉山 弘、池田 修司、尾池 雄一、神波 大己、馬場 理也
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会