BRCAの機能解析と合成致死に基づく標的分子探索

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24300328
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 三木 義男 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (10281594)
• 研究分担者: 中西 啓 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 特任准教授 (50321790) ; 竹中 克也 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (20378706)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 乳がん / がん抑制遺伝子 / BRCA1/BRCA2 / 合成致死 / 抗がん剤

研究概要

乳がん発生の分子機構に関わるBRCA1、BRCA2の「ゲノムの安定性維持機能」は、これまでDNA損傷修復機能に焦点があてられてきた。しかし、BRCA1/2は中心体ダイナミクスの制御、染色体分配の制御、細胞質分裂の制御など各フェーズ、種々の場所で機能する。それらの情報から細胞周期全体に及ぶBRCAの「ゲノムの安定性維持機能」の系統的なネットワーク構築を目指した。加えて、これらの情報を駆使し、合成致死(synthetic lethality)理論に基づくスクリーニングを行った。その結果、BRCA変異陽性(不活性型)乳がんに対する新規分子標的の検出、BRCA活性型乳癌に対するPARP阻害剤併用療法の改善や新規分子標的の検出が期待できる。
合成致死性は細胞死を誘導する2つの遺伝子における変異の組み合わせ(または機能欠損)と定義され、臨床的にはBRCAIまたはBRCA2の変異陽性(機能不全型)乳がんにおけるPARP阻害剤の使用において合成致死性の抗腫瘍効果が報告された。本研究では、相互作用分子候補のsiRNAノックダウン下で相同組換え効率を定量化し機能的相互作用分子の選別を進め、また、中心体制御機構、cytokinesisにおいてBRCAと協同で機能する分子の探索・同定を行った。合成致死性スクリーニングは、まず、BRCA1/2と4種の抗がん剤(アドリアマイシン、シスプラチン、パクリタキセル、5-FU)との合成致死作用を解析した結果、パクリタキセルにおいてBRCA2ノックダウン細胞の細胞死誘導の有意な亢進を認めた。これは、パクリタキセル/BRCA2が、中心体ダイナミクス制御に対し合成致死機能を発揮した結果であり、これはBRCA2機能不全乳がん患者におけるパクリタキセル投与の科学的根拠を提供するものと考えている。

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

24年度は1.「ゲノムの安定性維持」ネットワークの解明、2.BRCAを中心とするネットワークの合成致死性スクリーニングを計画し、それぞれ研究実績の概要に記載したように研究を実施し成果を得た。これにより達成度は「(2)おおむね順調に進展している」と判断している。

今後の研究の推進方策

研究計画項目「1.「ゲノムの安定性維持」ネットワークの解明」で得られた情報を基盤に、「2.BRCAを中心とするネットワークの合成致死性スクリーニング」を進めていく基本方針に変わりはなくこの2つを両輪として乳がんの新規治療に繋がる分子、治療法のシーズ探索を加速させる。

次年度の研究費の使用計画

次年度はネットワークの解明のための生化学的実験、及び合成致死性を探索するためのハイスループットのスクリーニング系の立ち上げとスクリーニングの実施を予定しており、そこに重点的に研究費を使用する計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Transforming mutat ions of RAC guanosine triphosphatases in human cancers. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawazu M, Ueno T, Kontani K, Ogita Y, Ando M, Fukumura K, Yamato A, Soda M, Takeuchi K, Miki Y, Yamaguchi H, Yasuda T, Naoe T, Yamashita Y, Katada T, Choi YL, Mano H.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 110 ページ: 3029-34
  • DOI: 10.1073/pnas.1216141110.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A genome-wide associat ion study ident i f ies a genetic variant in the SIAH2 locus associated with hormonal receptor-posi tive breast cancer in Japanese. (2012)
  • 著者名/発表者名: Elgazzar S, Zembutsu H, Takahashi A, Kubo M, Aki F, Hirata K, Takatsuka Y, Okazaki M, Ohsumi S, Yamakawa T, Sasa M, Katagiri T, Miki Y, Nakamura Y.
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 57 ページ: 766-71
  • DOI: 10.1038/jhg.2012.108.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Programmed cell death 6, a novel p53-responsive gene, targets to the nucleus in the apoptot ic response to DNA damage. (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Dashzeveg N, Lu ZG, Taira N, Miki Y, Yoshida K.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 103 ページ: 1788-94
  • DOI: 10.1111/j.1349-7006.2012.02362.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of basal eel 1 kerat in 15 and kerat in 19 in oral squamous neoplasms represents diverse pathophysiologies. (2012)
  • 著者名/発表者名: Khanom R, Sakamoto K, Pal SK, Shimada Y, MoritaK, Omura K, Miki Y, Yamaguchi A.
  • 雑誌名: Histol Histopathol. 巻: 27 ページ: 949-59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of NOTCHl expression pertains to maturation abnormal it ies of kerat inocytes in squamous neoplasms. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto K, Fuj ii T, Kawachi H, Miki Y, Omura K, Morita K, Kayamori K, Katsube K, Yamaguchi A.
  • 雑誌名: Lab Invest 巻: 92 ページ: 688-702
  • DOI: 10.1038/labinvest.2012.9
  • 査読あり
• [雑誌論文] DYRK2 priming phosphorylat ion of c-Jun and c-Myc modulates eell cycleprogression in human cancer cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Taira N, Mimoto R, Kurata M, Yamaguchi T, Kitagawa M, Miki Y, Yoshida K.
  • 雑誌名: J Clin Invest. 巻: 122 ページ: 859-72
  • DOI: 10.1172/JC160818.
  • 査読あり
• [雑誌論文] CIinical impact of intraoperat ive detect ion of carcinoembryonic antigen mRNA in pleural lavage specimens from nonsmall ceel lung cancer patients. (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoh Y, Sugai S, Uehara H, Mun M, Sakao Y, Okumura S, Nakagawa K, I shikawa Y, Miki Y, Miyata S.
  • 雑誌名: Thorac Cardiovasc Surg. 巻: 60 ページ: 533-40
  • DOI: 10.1055/s-0031-1298066.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-exome seauencing of human pancreatic cancers and characterization of genomic instability caused by MLHl haploinsufficiency and complete deficiency. (2012)
  • 著者名/発表者名: Wang L, Tsutsumi S, Kawaguchi T, Nagasaki K, Tatsuno K, Yamamoto S, Sang F, Sonoda K, Sugawara M, Saiura A, Hirono S, Yamaue H, Miki Y, Isomura M, Totoki Y, Nagae G, Isagawa T, Ueda H, Murayam a-Hosokawa S, Shibata T, Sakamoto H, Kanai Y, Kan da A, Noda T, Aburatani H
  • 雑誌名: Genome Res. 巻: 22 ページ: 208-19
  • DOI: 10.1101/gr.123109.111.
  • 査読あり
• [雑誌論文] High level of miR-21, miR-10b, and miR-31 expression in bilateral vs. unilateral breast carcinomas. (2012)
  • 著者名/発表者名: Iyevleva AG, Kuligina ESh, Mitiushkina NV, Togo AV, Miki Y, I my anitov EN.
  • 雑誌名: Breast Cancer Res Treat. 巻: 13 ページ: 1049-59
  • DOI: 10.1007/s10549-011-1845-z.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in UVSSA cause UV-sensitive syndrome and impair RNA polymerase Ilo processing in transcript ion-coupled nucleot ide-excision repair. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa Y, Sasaki K, Mitsutake N, Matsuse M, Shimada M, Nardo T, Takahashi Y, Ohyama K, I to K, Mishima H, Nomura M, Kinoshita A, Ono S, Takenaka K, Masuyama R, Kudo T, Slor H, Utani A, Tateishi S, Yamashita S, Stefanini M, Lehmann AR, Yoshiura K, Ogi T.
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 44 ページ: 586-592
  • DOI: 10.1038/ng.2229.
  • 査読あり
• [学会発表] Hereditary breast/ovarian cancer -New development of the molecular diagnosis and treatment-遺伝性乳がん・卵巣がん症候群-分子診断・治療の新たな展開- (2012)
  • 著者名/発表者名: 三木義男
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 札幌市(招待講演)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Dysregulation of c-Jun/c-Myc expression by deplet ion of DYRK2 triggers tumorigenesis DYRK2の発現欠失によるc-Jun/c-Mycの制御異常は細胞の腫瘍化を引き起こす (2012)
  • 著者名/発表者名: 平直江
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Phosphorylat ion of BRCA2 by Akt is involved in BRCA2-14-3-3 gamma interaction related to centrosome dynamics 中心体制御に関わるBRCA2-l 4-3-3γ複合体形成にはAktによるBRCA2のリン酸化が関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮口健
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Proteasome act ivi ty affects cancerous centrosome hypertrophy プロテアソームの活性は癌細胞における中心体の肥大化に影響する (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村仁美
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Hereditary breast/ovarian cancer -New development of the molecular diagnosis and treatment-遺伝性乳がん・卵巣がん症候群-分子診断・治療の新たな展開- (2012)
  • 著者名/発表者名: 三木義男
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] BRCA2 contributes success of cytokinesis through regulation of non-muscle myosin IIC ATPase activity 乳癌原因遺伝子産物BRCA2はII型ミオシンIICのATPase活性の制御を通して細胞質分裂に働く (2012)
  • 著者名/発表者名: 高岡美帆
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 乳癌新規予後予測因子Stathminlの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大石陽子
  • 学会等名: 第20回日本乳癌学会学術総会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2012-06-30
• [学会発表] BRCA2の新規機能と合成致死理論に基づく新規乳癌治療法開発の可能性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三木義男
  • 学会等名: 第20回日本乳癌学会学術総会
  • 発表場所: 熊本市(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] 遺伝性乳がん卵巣がんの現状 問題点と展望遺伝性乳がん原因遺伝子BRCA2の新規機能と新たな治療法開発の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 三木義男
  • 学会等名: 第18回日本家族性腫瘍学会学術集会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] 遺伝性乳がん・卵巣がん症候群の分子診断 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三木義男
  • 学会等名: 田辺市・西牟婁郡・日高 三医師会学術講演会
  • 発表場所: 和歌山県田辺市(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-03
• [備考]
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/mgen/index_j.html