研究課題
がん抑制遺伝子p53変異に伴うGain of Functionやがん微小環境が、乳がんの悪性化やその多分化能に機能的役割を果たすと考えられているが、単一細胞レベルから捉えた分子メカニズムは十分に明らかになっていない。本研究では、変異p53がもたらすがんHeteroplasticityと幹細胞特性への影響を明らかにすることを目的として、乳がん3次元培養システムとSingle Cell解析を組み合わせて、p53変異の役割とその制御メカニズムを検討した。パネル化された乳癌細胞株MDA-231の変異p53をノックアウト(KO)した細胞株、p53WTを組み込んだKnock-in細胞株を用いて、3次元培養時のscRNA-seq解析を施行し、変異p53悪性化経路の探索を行った。その結果、変異p53の誘導による悪性化形質の獲得が確認された。プロテオミクスとbulk RNA-seq解析の統合解析の結果、変異p53がメバロン酸合成(MVA)経路の鍵因子であるSterol regulatory element-binding protein 2 (SREBP2)を介してその活性化を誘導するプロセスを同定した。さらに、変異p53とMVA経路をつなぐ鍵分子としてSREBP cleavage-activated protein (SCAP)を見出した。scRNA-seq解析を実施した結果、3次元培養条件下では単一の細胞株にもかかわらず、5つのヘテロな細胞クラスターに分類された。クラスター特性を詳細に解析した結果、Migration能力の高い細胞集団において、GGPP経路とRho-Rac-Cdc42のGTP活性を介したアクチンフィラメントの重合作用を司る分子群が活性化しており、フィロポディアが重要な役割を担っていることが明らかとなった。TCGAデータベースを用いた予後との関連解析により、FN1などの一部の下流遺伝子のこう発現が予後悪化に相関しており、「乳がん細胞における特定の悪性形質クラスター」を標的とした新たな治療法開発に繋がることが期待できた。
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