オートファジー細胞死を誘導するBHLHE41の細胞死と肺細胞の発がん抑制機構解明

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K07129
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 古川 龍彦 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (40219100)
• 研究分担者: 河原 康一 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 准教授 (00400482) ; 山本 雅達 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (40404537)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 非小細胞肺癌 / BHLHE41 / オートファジー / 細胞死 / MYC

研究実績の概要

分子標的治療薬や免疫チェックポイント阻害治療の登場によって肺癌の治療成績は向上したが、現在もがんの死亡原因の一位であり、肺癌発生の生物機構の解明と新たな治療法の確立が求められている。我々は手術検体177例の免疫組織染色の結果からBHLHE41タンパク質の発現が正常細胞、早期の非浸潤的肺がん細胞に限られており、BHLHE41の肺腺癌での発現はその患者の予後良好（P＝0.00992）と相関があること、肺がん細胞株にBHLHE41を薬剤誘導性に発現させたときオートファジー細胞死が起こることを見出している。
BAX遺伝子はTP53によってmRNA発現が誘導されて、BAXタンパク質がアポトーシスを誘導することが知られている。今年度、野生型TP53を持つ肺腺がん細胞においてBHLHE41の発現誘導するとTP53たんぱく質は上昇するが、BAXのmRNAとたんぱく質の発現が減少する一見矛盾する発現変化に注目し、BLHLE41に対する抗体を用いクロマチン免疫沈降を行って、BLHLE41がすでに報告されているサイクリンD1の5’UTR(非翻訳領域untranslated region)に結合することを確認するとともに、BAX遺伝子の5’UTRのがん遺伝子MYCの結合領域にBLHLE41が結合して、BAXの発現を阻害することを見出した。さらに、BHLHE41の発現はMYCの複数のターゲット分子（CCNA2, DDX18, LDHA, ODC1, PTMA, CDK4)のmRNAの発現を抑制することを確認した。これらのことからBHLHE41はBAXによるアポトーシスの誘導を阻害してオートファジーへの誘導を助けていることが予想されるとともに、BHLHE41の機能の一部はMYCの機能の阻害を介していると考えられる。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

肺癌誘導の細胞系について当該研究者からの細胞提供を受けることができず、独自に再現性を確認せざるをえなくなったため系の構築に時間を要している。

今後の研究の推進方策

オートファジ―誘導の機構について優先して解析を進める。また、MYCの阻害効果による腫瘍細胞での悪性度の抑制などの検討をおこなうなど機能的なターゲットを絞った解析を合わせて行う。

次年度使用額が生じた理由

主に外部委託先の選定によって解析費用が当初の予定よりも少額ですんだため。

研究成果

• [雑誌論文] BHLHE41/DEC2 Expression Induces Autophagic Cell Death in Lung Cancer Cells and Is Associated with Favorable Prognosis for Patients with Lung Adenocarcinoma. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagata T, Minami K, Yamamoto M, Hiraki T, Idogawa M, Fujimoto K, Kageyama S, Tabata K, Kawahara K, Ueda K, Ikeda R, Kato Y, Komatsu M, Tanimoto A, Furukawa T, Sato M.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 22 ページ: 11509
  • DOI: 10.3390/ijms222111509. PMID: 34768959
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Significance of Mitochondrial DNA Haplogroup on Epidermal Growth Factor Receptor Mutation in Japanese Patients With Lung Adenocarcinoma. (2021)
  • 著者名/発表者名: Otsuka T, Ueda K, Furukawa T, Koriyama C, Inoue I, Sato M.
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 41 ページ: 3997-4004
  • DOI: 10.21873/anticanres.15197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combination of hydroxyurea and tranilast suppresses gemcitabine resistance induced by ribonucleotide reductase M1 in gemcitabine-resistant cells. (2021)
  • 著者名/発表者名: Shinagawa N, Minami K, Ishida T, Hijioka H, Yamamoto M, Kawahara K, Furukawa T, Nakamura N
  • 雑誌名: Oral Science internationa 巻: 18 ページ: 169-177
  • DOI: 10.1002/osi2.1096
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ALKBH4 promotes tumourigenesis with a poor prognosis in non-small-cell lung cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Jingushi K, Aoki M, Ueda K, Kogaki T, Tanimoto M, Monoe Y, Ando M, Matsumoto T, Minami K, Ueda Y, Kitae K, Hase H, Nagata T, Harada-Takeda A, Yamamoto M, Kawahara K, Tabata K, Furukawa T, Sato M, Tsujikawa K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 8677
  • DOI: 10.1038/s41598-021-87763-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a highly sensitive method for the quantitative analysis of modified nucleosides using UHPLC-UniSpray-MS/MS (2021)
  • 著者名/発表者名: Kogaki T, Ohshio I, Ura H, Iyama S, Kitae K, Morie T, Fujii S, Sato S, Nagata T, Takeda AH, Aoki M, Ueda K, Minami K, Yamamoto M, Kawahara K, Furukawa T, Sato M, Ueda Y, Jingushi K, Tozuka Z, Saigusa D, Hase H, Tsujikawa K.
  • 雑誌名: Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 巻: 197 ページ: 113943-113943
  • DOI: 10.1016/j.jpba.2021.113943
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] インテグリンβ５阻害剤はFARP1-CDC42経路を通じて胃がんの浸潤性を低下させる (2022)
  • 著者名/発表者名: 古川龍彦、南 謙太朗、河原康一、山本雅達
  • 学会等名: 第95回 日本薬理学会年会
• [学会発表] FARP1はインテグリンαvβ5に結合し、その発現上昇は進行胃がんの予後に関わる (2021)
  • 著者名/発表者名: 古川 龍彦、南 謙太朗、山本雅達、河原康一
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会