膜型マトリックスメタロプロテアーゼによるセリンプロテアーゼ活性化機構の解析

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25460382
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 佐藤 博 金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (00115239)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: がん転移 / マトリックスメタロプロテアーゼ / MT1-MMP / HAI-1 / セリンプロテアーゼ

研究実績の概要

膜型セリンプロテアーゼ阻害因子であるHAI-1 (HGF Activator Inhibitor-1)は広くセリンプロテアーゼを阻害することによりがんの浸潤・転移を始めとする悪性化形質を抑制している。我々はこれまでに膜型MMPであるMT1-MMPがHAI-1 を切断・不活化することより、セリンプロテアーゼ活性化カスケイドをトリガーすることを見出した。さらにMT1-MMPに切断されないHAI-1変異体を作成することに成功した。このMT1-MMPに耐性のHAI-1変異体をヒト繊維肉腫細胞HT1080に発現させると形態変化、浸潤・運動能が低下し、その際、HAI-1変異体には、分子量３万前後のセリンプロテアーゼの結合が認められた。引き続き、プロテアーゼの同定を試みている。また、金沢大学がん進展制御研究所の大島教授との共同研究で、大腸がんモデルマウスをゼラチンザイモグラフィーにて解析し、炎症・発がんから浸潤を伴う悪性化の各過程において、MT1-MMPは炎症段階から発現量が増加し、浸潤部位においてはMT1-MMPの発現がさらに更新すると共に、新たに分子量２-３万程度のセリンプロテアーゼ様活性が顕著になることを見出した。

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

野生型HAI-1とMT1-MMPで切断されない耐性HAI-1を比較すると、MT1-MMPを発現するHT1080細胞において、MT1-MMP耐性HAI-1のみが形態変化、浸潤・運動を抑制したことから、MT1-MMPがHAI-1活性を制御していることが証明された。また、HAI-1の標的セリンプロテアーゼと予想されるプロテアーゼ活性を検出した。
大腸がんモデルマウスの解析により、浸潤部位特異的なセリンプロテアーゼの検出に成功した。

今後の研究の推進方策

これまでにMT1-MMP抵抗性HAI-1を用いて、浸潤性の高いHT1080細胞における浸潤・転移にMT1-MMPと共にセリンプロテアーゼも関与することが示唆された。MT1-MMP抵抗性HAI-1と複合体を形成するセリンプロテアーゼを同定する。
また、マウス大腸がんモデルで浸潤性部位特異的に発現が誘導されるセリンプロテアーゼ様活性についても同定を試みる。
セリンプロテアーゼ阻害剤の浸潤・転移に対する効果を改めて検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Suppressing TGFβ signaling in regenerating epithelia in an inflammatory microenvironment is sufficient to cause invasive intestinal cancer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oshima H, Nakayama M, Han TS, Naoi K, Ju X, Maeda Y, Robine S, Tsuchiya K, Sato T, Sato H, Taketo MM, Oshima M.
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 75 ページ: 766-776
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-14-2036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycogen synthase kinase 3β sustains invasion of glioblastoma via the focal adhesion kinase, Rac1 and c-Jun N-terminal kinase-mediated pathway. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chikano Y, Domoto T, Furuta T, Sabit H, Kitano-Tamura A, Ilya V. Pyko, Takino T, Sai Y, Hayashi Y, Sato H, Miyamoto K, Nakada M, MinamotoT.
  • 雑誌名: Molecular Cancer Therapeutics 巻: 14 ページ: 564-574
  • DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-14-0479.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Membrane-type 1 matrix metalloproteinase regulates fibronectin assembly and N-cadherin adhesion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takino T, Yoshimoto T, Nakada M, Li Z, Domoto T, Kawashiri S, Sato H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: ４５０ ページ: 1016-1020
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.06.100.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vinculin negatively regulates transcription of MT1-MMP through MEK/ERK pathway. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto T, Takino T, Li Z, Domoto T, Sato H
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 455 ページ: 251-255
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.10.154.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterizing invading glioma cells based on IDH1-R132H and Ki-67 immunofluorescence. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sabit H, Nakada M, Furuta T, Watanabe T, Hayashi Y, Sato H, Kato Y, Hamada J.
  • 雑誌名: Brain Tumor Pathol. 巻: 31 ページ: 242-246
  • DOI: 10.1007/s10014-013-0172-y.
  • 査読あり
• [学会発表] MT1-MMPによる細胞接着斑を介したフィブロネクチンマトリックス形成制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 滝野隆久、吉本泰祐、佐藤博
  • 学会等名: 第７３回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] TX-2137をリード化合物としたAkt選択的抗転移低酸素サイトトキシンTX-２２８２の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 芝一休、遠藤良夫、佐藤博、宇都義浩
  • 学会等名: 第７３回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 慢性炎症とTGFｂシグナル抑制による消化管腫瘍の浸潤誘導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大島浩子、中山瑞穂、佐藤博、武藤誠、大島正伸
  • 学会等名: 第７３回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] MT1-MMPによるフィブロネクチン重合とN-カドヘリン接着の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉本泰祐、滝野隆久、川尻修一、佐藤博
  • 学会等名: 第２３回日本がん転移学会学術総会
  • 発表場所: 金沢（金沢市文化ホール）
  • 年月日: 2014-07-10 – 2014-07-11
• [図書] がん微小環境と標的治療 (2015)
  • 著者名/発表者名: 滝野隆久、 佐藤博
  • 総ページ数: 207 (60-66)
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 金沢大学がん進展制御研究所
  • URL: http://www.kanazawa-u.ac.jp/~ganken/