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2012 年度 実施状況報告書

炎症による上皮細胞分化制御の二面性と腫瘍形成機構への関与

研究課題

研究課題/領域番号 24501314
研究機関金沢大学

研究代表者

石川 智夫  金沢大学, がん進展制御研究所, 助教 (70322162)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードがん / 炎症 / マウスモデル
研究概要

本年度は、胃がんモデルマウスのマイクロアレイ解析からこれまでに得られた”炎症によって発現が変化する未分化性に関連した遺伝子”の中で腫瘍原性に関与するものを、siRNAとソフトアガーコロニー形成を用いた腫瘍原性に対するスクリーニングにより同定した。また、Cox-2/PGE2経路活性化により構築された炎症性微小環境の中で、TNFalphaの重要な役割が明らかとなったので、TNFalpha依存的に胃腫瘍形成において発現変化が見られる遺伝子群についても、同様のスクリーニングを行った。その結果、Noxo1とGna14を炎症性微小環境に依存した発現を示す腫瘍形成促進因子の候補として同定した。
炎症によって引き起こされるこれらの遺伝子発現の上昇が間質細胞ではなく腫瘍上皮細胞で起こっている事は、組織より酵素処理によって分離した上皮細胞を用いた解析、さらにレーザーマイクロダイセクションにより確認され、これらの遺伝子が炎症により腫瘍そのもので発現する促進因子である事がわかった。また、これらの遺伝子の発現は、ヘリコバクターを感染させた胃粘膜で上昇している事、PGE2レセプターのひとつであるEP4に対する阻害剤により炎症が抑制された胃では減少している事から、炎症との密接な関連が示された。一方、単離した上皮細胞を用いた分化の実験より、これらの遺伝子の発現が未分化状態で高く、分化と共に減少する事がわかり、未分化性との関連も示唆された。
さらに、腫瘍原性に対する影響を調べるために、低酸素条件下で培養した胃がん細胞のスフェア形成における役割をsiRNAを用いて調べたところ、Noxo1, Gna14それぞれを阻害した場合にスフェア形成が抑制された。
これらの結果から、我々はNoxo1とGna14は炎症によって誘導される胃がん発生促進に働く重要な因子であると考え、さらにその機能と役割の解析を行っている。

現在までの達成度 (区分)
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

本研究は、遺伝子発現解析により得られた炎症によって発現が変化する細胞未分化性に関与する遺伝子の中から、腫瘍形成・進展に機能するものを同定、解析し、その役割と炎症による腫瘍形成・進展機序を分化の制御という視点から明らかにする事を目的としている。その中で今年度は、マイクロアレイ解析から得られた遺伝子リストの中から、siRNAを用いた機能的スクリーニングにより候補遺伝子を2つの遺伝子に絞り込む事ができた。また、これらの遺伝子の上皮細胞での発現の炎症依存性、未分化性、腫瘍原性への関与についてを示すデータも得られた。
一方で、マウスの胃腫瘍ならびに正常細胞を継代培養し、遺伝子導入を行う系の確立を試みたが、解析に十分な効率で遺伝子導入を行には至っていない。そこで、SV40 T antigenを発現するトランスジェニックマウスを胃がんモデルマウスとの掛け合わせにより不死化した上皮細胞株の確立を行った。得られた細胞株についてては現在その性質を調べているところである。
以上の状況から、本年度の大きな目的であった候補遺伝子の絞り込みは達成する事ができ、次年度からの機能解析へとつなげる事ができた。

今後の研究の推進方策

得られたNoxo1, Gna14の腫瘍形成における機能解析を行うために、誘導型のshRNA発現ベクターならびに遺伝子発現ベクターを構築し、ノックダウン、過剰発現をコントロールできる細胞株を樹立する。さらにこれらの細胞をルシフェレースレポーター遺伝子で標識し、in vivo に移植した細胞における腫瘍形成におけるこれら遺伝子の機能解析を行う。移植の方法としては、常法である皮下への移植以外に、胃粘膜下への同所移植をおこなう。また、炎症整備量環境によって誘導され、腫瘍原性に果たす役割が微小転移した腫瘍細胞の増殖二ksん夜する可能性も考え、脾臓、直腸への移植による転移における役割についても調べる。
一方で腫瘍原性と未分化状態における役割が、がん幹細胞としての性質にも関与している事を考え、スフェア形成における役割の解析をさらに進め、幹細胞マーカーの発現との関与についてもFACSを用いて調べる。
Noxo1はNADPH oxidase organizerをコードし、活性酸素を生成する酵素複合体の因子として働く事が知られている。この観点から、Noxo1による活性酸素レベルの変化とその胃がんにおける役割を、胃がんモデルマウスとNADPH oxidase阻害剤を用いた実験より調べる。また、in vitroにおいて、腫瘍原性とNoxo1, 活性酸素の関連について調べる。
また、これら遺伝子のin vivoでの機能を解析するために、コンディショナルノックアウトマウスの作出のためのベクター構築も始める。
これらの実験より、Noxo1, Gna14の腫瘍形成における役割をマウスのin vivo実験を中心に明らかとし、ヒトにおける胃がんの予防、治療への適用の可能性を探っていく。

次年度の研究費の使用計画

該当なし

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 学会発表 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] Ishikawa, T., Oshima, H., Yoshida, G.J., Naoi, K., Ju, X., Maeda, Y., Naka, K., Yamada, Y., Minamoto, Y., Mukaida, N., Saya, S. and Oshima, M.2013

    • 著者名/発表者名
      Gastric tumorigenesis by activation of tumor necrosis factor-alpha signaling in bone marrow-derived cells
    • 学会等名
      The 8th Annual Meeting of Nine Life Science Institutes
    • 発表場所
      京都大学士芝蘭会館(京都府)
    • 年月日
      20130627-20130628
  • [学会発表] Ishikawa, T., Oshima, H. and Oshima, M.2013

    • 著者名/発表者名
      Effects of inflammation on the epithelial differentiation and tumorigenesis
    • 学会等名
      がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動 合同公開シンポジウム
    • 発表場所
      学術総合センター 一橋記念講堂(東京都)
    • 年月日
      20130130-20130131
  • [学会発表] Ishikawa, T., Oshima, H. and Oshima, M.2013

    • 著者名/発表者名
      Effects of inflammation on the epithelial differentiation and tumorigenesis
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Carcinogenic Spiral and International Symposium on Tumor Biology in Kanazawa
    • 発表場所
      金沢エクセルホテル東急(石川県)
    • 年月日
      20130124-20130125
  • [学会発表] Effects of inflammation on the epithelial differentiation and tumorigenesis2012

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa, T. and Oshima, M.
    • 学会等名
      第71回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      ロイトン札幌、ホテル札幌芸文館、札幌市教育文化会館(北海道)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [備考] 金沢大学がん進展制御研究所腫瘍遺伝学研究分野

    • URL

      http://genetics.w3.kanazawa-u.ac.jp/index.html

  • [産業財産権] がんの予防用または治療用物質のスクリーニング法2013

    • 発明者名
      大島正伸、石川智夫、大島浩子
    • 権利者名
      大島正伸、石川智夫、大島浩子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-030503
    • 出願年月日
      2013-02-20

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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