リネッジ生存癌遺伝子TTF-1/NKX2-1の肺腺癌における役割のシステム的理解

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25250017
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 高橋 隆 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50231395)
• 研究分担者: 宮野 悟 東京大学, 医科学研究所, 教授 (50128104) ; 柳澤 聖 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20372112)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 癌 / シグナル伝達 / システム生物学

研究実績の概要

TTF-1リネジ生存癌遺伝子の標的として肺腺癌の生存シグナルを担うROR1について、CAGプロモーターにより発現制御されるCre-ER融合遺伝子のトランスジェニック（TG）マウスと、Ror1遺伝子のイントロン2とイントロン4にloxP配列を挿入したマウスを交配して、Cre-loxPシステムを利用したRor1コンディショナルノックアウト（KO）マウス(Ror1flox/flox-Cre)の樹立を進めた。さらに、肺特異的なSPCプロモーター下に変異型ヒトEGFR cDNAを繋いで樹立したTGマウスと交配して、Ror1flox/flox-Cre-mutEGFRマウスを得た。ROR1をタモキシフェン投与によってKOし、変異EGFRによる肺腺癌の発生における役割の検討を進めつつある。
また、インビトロの機能解析で、ROR1がEGFRのみならず、種々のRTKからの生存シグナルの維持に重要であり、それにはキナーゼ活性非依存的な機能が関与していることを示唆する成果を得つつあり、詳細な分子機序の解明を目指した検討を進めつつある。
また、スーパーコンピュータ京とSiGN-NNSRを用いた全ゲノム的な遺伝子発現制御ネットワーク推定によって、TTF-1との発現制御関係が示唆される遺伝子候補の探索を、我々自身のデータセットと、TCGAの公開データセットのそれぞれを用いて進めた。両データセットに共通し、また、京とGIMLETを用いて進めたTTF-1による遺伝子発現制御のモジュレーターの探索においても有意であった、機能未知な遺伝子（modulator X of TTF-1/NKX2-1, MXTNと命名）に着目して機能解析を開始した。

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

本研究課題は、TTF-1の生存シグナルを担うROR1が、肺腺癌の発生において果たす役割を、個体レベルでの検討を相当に進捗させることができた。ヒト肺腺癌におけるドライバー変異である変異Egfrによって肺腺癌を発症するTGマウスの生存率が、Ror1のコンディショナルKOによって有意に延長することを示す結果を得つつある。
我々のこれまでの研究成果は、TTF-1が肺腺癌の発生・進展に対して、ポジティブにもネガティブにも働き得ることを示している。したがって、TTF-1による遺伝子発現制御の全貌を明らかとするには、ゲノム上の全遺伝子を対象としたシステム生物学的な発現制御ネットワークの描出が果たす役割は極めて大きい。本年度の研究の進展によって、TTF-1との発現制御関係が示唆される遺伝子候補群の中には、これまで全く機能が明らかとなっていないMXTN遺伝子も含まれており、今後の分子生物学的な検証の成果を期待させる、大きな進捗が得られた。

今後の研究の推進方策

ROR1コンディショナルKOマウスと、肺特異的なSPCプロモーターによって変異型ヒトEGFR 発言するTGマウスと樹立・交配して、Ror1flox/flox-Cre EGFRmマウス得て進めつつある、肺腺癌の発生において果たすROR1の役割の個体レベルでの検討を進める。とくに、腫瘍の個数、体積、マウス個体の生存率等を指標とした検討とともに、ROR1下流のシグナリング関連分子の免疫染色等を含む病理形態学的解析も進めたいと考えている。また、インビトロの解析が示すROR1のキナーゼ活性非依存的な多種のRTKの活性化維持の分子機構の詳細にも迫っていきたい。
また、システム生物学的なアプローチによって探索・同定した機能未知なMXTN遺伝子に着目し、詳細な分子細胞生物学的な解析を進めて、そのTTF-1の発現制御機構において果たす役割を多面的に検討して行きたいと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Lung adenocarcinoma subtypes definable by lung development-related miRNA expression profiles in association with clinicopathologic features (2014)
  • 著者名/発表者名: Arima C, Kajino T, Tamada Y, Imoto S, ShimadaY, Nakatochi, M, Suzuki M, Isomura H, Yatabe Y, Yamaguchi T, Yanagisawa K, Miyano S, Takahashi T
  • 雑誌名: Carcinogenesis 巻: 35 ページ: 2224-2231
  • DOI: 10.1093/carcin/bgu127
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cancer-promoting role of adipocytes in asbestos-induced mesothelial carcinogenesis through dysregulated adipocytokine production (2014)
  • 著者名/発表者名: Chew SH, Okazaki Y, Nagai H, Misawa N, Akatsuka S, Yamashita K, Jiang L, Yamashita Y, Noguchi M, Hosoda K, Sekido Y, Takahashi T, Toyokuni S
  • 雑誌名: Carcinogenesis 巻: 35 ページ: 164-172
  • DOI: 10.1093/carcin/bgt267
  • 査読あり
• [雑誌論文] CSML2SBML: a novel tool for converting quantitative biological pathway models from CSML into SBML (2014)
  • 著者名/発表者名: Li C, Nagasaki M, Ikeda E, Sekiya Y, Miyano S.
  • 雑誌名: Biosystems 巻: 121 ページ: 402-414
  • DOI: 10.1016/j.biosystems.2014.05.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Expression of chromobox homolog 7 (CBX7) is associated with poor prognosis in ovarian clear cell adenocarcinoma via TRAIL-induced apoptotic pathway regulation (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinjo K, Yamashita Y, Yamamoto E, Akatsuka S, Uno N, Kamiya A, Niimi K, Sakaguchi Y, Nagasaka T, Takahashi T, Shibata K, Kajiyama H, Kikkawa F, Toyokuni S
  • 雑誌名: Int J Cancer 巻: 135 ページ: 308-318
  • DOI: 10.1002/ijc.28692
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurotensin (NTS) and its receptor (NTSR1) causes EGFR, HER2 and HER3 over-expression and their autocrine/paracrine activation in lung tumors, confirming responsiveness to erlotinib (2014)
  • 著者名/発表者名: Younes M, Wu Z, Dupouy S, Lupo AM, Mourra N, Takahashi T, Flejou JF, Tredaniel J, Regnard JF, Damotte D, Alifano M, Forgez P
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 5 ページ: 8252-8269
  • DOI: 10.18632/oncotarget.1633
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Tumor-derived Interleukin-1 promotes lymphangiogenesis and lymph node metastasis through M2-type macrophages (2014)
  • 著者名/発表者名: Watari K, Shibata T, Kawahara A, Sata K, Nabeshima H, Shinoda A, Abe H, Azuma K, Murakami Y, Izumi, H, Takahashi T, Kage M, Kuwano M, Ono M
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 ページ: e999568
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0099568
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] HapMuC: somatic mutation calling using heterozygous germ line variants near candidate mutations (2014)
  • 著者名/発表者名: Usuyama N, Shiraishi Y, Sato Y, Kume H, Homma Y, Ogawa S, Miyano S, Imoto S
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 30 ページ: 3302-3309
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btu537
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] ROR1, a transcriptional target of TTF-1/NKX2-1 oncogene, sustains lineage-survival signaling in lung adenocarcinoma (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi T
  • 学会等名: Japanese-German Cancer Workshop
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2014-11-14 – 2014-11-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Elucidation of transcriptional regulatory circuitry involved in the molecular pathogenesis of lung cancer (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi T
  • 学会等名: The Japanese Cancer Association
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
  • 招待講演
• [備考] 名古屋大学大学院医学系研究科分子腫瘍学分野
  • URL: http://www.med.nagoya-u.ac.jp/molcar/jp/research.html
• [産業財産権] 癌細胞のカベオラの形成を特異的に抑制する化合物のスクリーニング方法、スクリーニングキット、該キットに用いるベクター及び形質転換体、並びに分子標的薬の適応患者の選択方法 (2014)
  • 発明者名: 高橋隆、山口知也
  • 権利者名: 国立大学法人名古屋大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2015/075127
  • 出願年月日: 2014-10-24
  • 外国