肝細胞増殖因子HGFの新規作用：癌細胞に対する不可逆的な増殖抑制作用の分子機構

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26440048
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 田中 利明 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (40263446)
• 研究分担者: 高橋 秀治 広島大学, 両生類研究センター, 特任准教授 (90447318)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 肝細胞増殖因子 / 不可逆的増殖停止 / 細胞老化 / 遺伝子マーカー / ヒストンメチル化 / ヘテロクロマチン / RNA-seq

研究実績の概要

平成28年度は、細胞老化に関して、さらに詳細な検討をすすめた。具体的には、SA-b-Galとは別の細胞老化マーカーとしてDcR2およびp14ARFを用いた検討を行った。HGF刺激したHepG2細胞ではDcR2の発現が上昇したが、不可逆的増殖停止の誘導後、HGF除去により発現量は減少したため、少なくともHepG2細胞では、DcR2 は細胞老化マーカーとして不適であると考えられた。p14ARFの発現は、無刺激の0時間および96時間に比較して、HGF刺激96時間で発現が上昇していた。これら複数の細胞老化マーカーで異なる結果となったため、HGFの作用が細胞老化誘導かどうかを結論することは困難になると共に、何をもって細胞老化とするのか再考察が必要となった。
一方、HGF刺激に伴うエピゲノム変化の解析を進めたところ、HGFによるヒストンH3K9me3の減少と同時に、hetero chromatin protein Hp1b の減少も見出した。Western法によりH3K9のメチル化酵素を調べたところ、mono/diメチル化を担うG9aの発現がHGF刺激後48時間から顕著に上昇すること、この発現上昇がRas活性化依存的であることを見つけた。さらに、HGFによるH3K9me3の核内シグナル強度の減少が、G9aの阻害剤BIX01294で抑制されたこと、また、同時にG1期停止が抑制されたことから、HGFによるH3K9me3変化および細胞増殖停止にはG9aの発現上昇が必要であることを明らかにした。さらに、HGF刺激によるH3K27me3 とH3K4me3 の増加も新たに見出した。
H3K9me3の減少、およびH3K27me3 と H3K4me3 の増加は、共に遺伝子発現の活性化を反映する。そこで、HGF処理後48時間までの不可逆的増殖停止に至る間に発現変化する遺伝子の網羅解析をRNA-seq法により進めた結果、HGF刺激により発現変化する遺伝子群を見出すことに成功した。

研究成果

• [国際共同研究] Sichuan University（四川大学）(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Sichuan University（四川大学）
• [雑誌論文] Genes coding for Cyclin-dependent Kinase Inhibitors are Fragile in Xenopus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Tanaka*, Haruki Ochi, Shuji Takahashi, Naoto Ueno, and Masanori Taira.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2016.06.019
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification and comparative analyses of Siamois cluster genes in the Xenopus laevis and tropicalis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Haramoto, Tomohito Saijyo, Toshiaki Tanaka, Nobuaki Furuno, Atsushi Suzuki, Yuzuru Ito, Mariko Kondo, Masanori Taira, and Shuji Takahashi.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2016.07.015
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Tandem UIMs confer Lys48 ubiquitin chain substrate preference to deubiquitinase USP25. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohei Kawaguchi, Kazune Uo, Toshiaki Tanaka, and Masayuki Komada.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 45037
  • DOI: 10.1038/srep45037
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deficiency of X-Linked Protein Kinase Nrk during Pregnancy Triggers Breast Tumor in Mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takayo Yanagawa, Kimitoshi Denda, Takuya Inatani, Toshiaki Tanaka, Toshiaki Fukushima, Nobue Kumaki, Yutaka Inagaki, and Masayuki Komada.
  • 雑誌名: American Journal of Pathology 巻: 186 ページ: 2751-2760
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ajpath.2016.06.005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Genome evolution in the allotetraploid frog Xenopus laevis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Adam M. Session, Yoshinobu Uno, Taejoon Kwon, et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 538 ページ: 336-343
  • DOI: 10.1038/nature19840
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Xenopus laevis の細胞周期制御因子について (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中利明
  • 学会等名: 第11回 長野ミーティング：
  • 発表場所: ラフォーレ倶楽部白馬八方
  • 年月日: 2017-01-23 – 2017-01-25
• [学会発表] 母性Cyclin E-DNMT1新規複合体によるツメガエル尾部形成のエピジェネティックな制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中利明、駒田雅之
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] 脱ユビキチン化酵素USP25のユビキチン結合モチーフはK48ユビキチン鎖に対する切断選択性を規定する (2016)
  • 著者名/発表者名: 川口 紘平、卯尾 和音、田中 利明、駒田 雅之
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] 光るコラーゲンによる肝星細胞の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中利明
  • 学会等名: 肝胆膵外科学セミナー
  • 発表場所: 大阪市大医学部
  • 年月日: 2016-06-21 – 2016-06-21
  • 招待講演
• [備考] アフリカツメガエルの複雑なゲノムを解読―脊椎動物への進化の原動力「全ゲノム重複」の謎に迫る―
  • URL: http://www.titech.ac.jp/news/2016/036515.html
• [備考] 乳がんを抑制する新たな遺伝子を発見―ヒト乳がんの診断・治療への応用に期待―
  • URL: http://www.titech.ac.jp/news/2016/036111.html
• [備考] アフリカツメガエルから新たながん抑制戦略を発見―ヒトのがん抑制ターゲット開拓に期待―
  • URL: http://www.titech.ac.jp/news/2017/037574.html
• [備考] 脱ユビキチン化酵素の基質特異性を改変することに成功
  • URL: http://educ.titech.ac.jp/bio/news/2017_03/053688.html