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2014 年度 実施状況報告書

神経線維腫症1型腫瘍における新規病態関連分子TCTPの機能・役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26830079
研究機関熊本大学

研究代表者

小林 大樹  熊本大学, 生命科学研究部, 研究員 (20448517)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード神経線維腫症1型 / TCTP
研究実績の概要

神経線維腫症1型(NF1)は神経線維種や悪性腫瘍をはじめとする、多彩な病態を示す遺伝性疾患である。その原因遺伝子産物Neurofibrominは、Ras-GAP相同領域を有し、その欠損によるRasを介した細胞内シグナル伝達異常は、神経系細胞増殖と分化異常による悪性化を誘発すると考えられるが、その詳細な分子機序や病態マーカー/治療標的は報告されていない。NF1病態発現機構解明を目的として、NF1発現抑制によるNF1病態モデル細胞を構築し、細胞内異常発現分子群を融合プロテオミクスにより網羅的に解析した結果、TCTPを中心とした新規NF1病態関連分子ネットワークがNF1腫瘍の発症・進行に関与すると考えられた。そこで、TCTPを中心としたネットワークに注目し、その詳細な機能について検証した。TCTPのNF1腫瘍における細胞内相互作用機能を詳細に検討するため、プロテオミクス手法によるTCTPを結合する蛋白質分子群の網羅的な同定を試みた。TCTP-をFlagタグと融合させた形で発現ベクターを用いてMPNST細胞内に強制発現させ、Flag抗体を用いた共免疫沈降により、TCTP複合体複合体を精製し、超微量還元アルキル化・およびTrypsin/LysCによる消化処理の後、nanoLC-ESI-MS/MS解析(SWATH)によりTCTP複合体分子群蛋白質の網羅的解析同定を行った。その結果、TCTPをコアとしたTCTP結合蛋白質群には翻訳伸長因子複合体を含む翻訳関連因子群、およびストレス応答因子群が再現性高く有意に含まれていることが明らかとなった。以上の結果より、TCTPは蛋白質合成能とストレス応答反応の促進によって、NF1腫瘍形成、および悪性化に密接に関与していることが示唆された。

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

NF1腫瘍細胞内において、TCTPと結合する蛋白質を網羅的に同定する手法を確立し、TCTPは蛋白質の翻訳とストレス応答反応によって、NF1腫瘍形成に関与していることを明らかにしてきた。それら研究結果を国内外の学会ですでに発表しており、現在、論文投稿準備中である。

今後の研究の推進方策

1. 各結合蛋白質とTCTPの細胞内結合活性・相互作用部位を解析する。NF1腫瘍形成に重要であると予想された機能分子群の、TCTPとの結合様式の生化学的に解析する。各種抗体を用いた免疫沈降法により、NF1腫瘍細内でそれぞれの結合蛋白質と抗TCTPの両者が、お互いに共沈してくることを確認すし、お互いの結合のカイネティックスを解析することにより細胞内における両者の結合強度、および様々な成長因子や刺激因子を導入したときの細胞内での結合活性の変化を測定する。また、TCTPの各種mutantを作成し、TCTP分子上の各結合蛋白質結合部位を決定する。同時に、結合蛋白分子の各種mutantを作成し、それぞれのTCTP蛋白の結合部位を決定する。
2. NF1腫瘍特異的なTCTP機能と病態に関連した細胞機能変化を解析する。NF1腫瘍細胞におけるTCTP複合体の細胞内局在を共焦点レーザー顕微鏡およびタイムラプス顕微鏡にて解析する。また、TCTP複合体の機能を抑制、または増大させる方法を薬剤、siRNA、発現ベクター等で確立し、細胞周期、形態、運動能等の非腫瘍性・腫瘍性細胞に対する機能変化を生化学的、細胞生物学的に検証する。
3.NF1欠損腫瘍細胞内におけるTCTP機能阻害が細胞増殖・形態・運動能・腫瘍形成などに及ぼす効果を検する。NF1特異的なTCTP機能、およびTCTP結合蛋白質群のNF1治療標的として有用性を評価するため、NF1腫瘍組織由来培養細胞および神経線維腫モデルマウスの腫瘍内でその分子機能を阻害し、細胞増殖・形態・運動能・腫瘍形成などに及ぼす効果を検討する。また、TCTPと特異的に会合するNF1病態関連分子群について、結合様式などからその機能阻害方法を検討し、各種細胞に対する効果を評価する。これらの結果を組み合わせて、最適なNF1治療方法および治療標的分子を検討する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Translationally controlled tumor protein is a novel biological target for neurofibromatosis type 1-associated tumors.2014

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi D, Hirayama M, Komohara Y, Mizuguchi S, Wilson Morifuji M, Ihn H, Takeya M, Kuramochi A, Araki N
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 289 ページ: 26314-26326

    • DOI

      10.1074/jbc.M114.568253

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 全自動二次元電気泳動装置の開発と融合プロテオミクスへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      荒木令江, 南部(新堀)晶子, 西村宗徳, 緑川宇一, 小林大樹
    • 雑誌名

      生物物理化学

      巻: 58 ページ: 39-42

    • DOI

      10.2198/sbk.58.39

  • [雑誌論文] プロテオーム解析を基盤とした融合オミクス解析による脳神経腫瘍の解析2014

    • 著者名/発表者名
      小林大樹, 荒木令江
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 251 ページ: 939-947

  • [学会発表] 融合プロテオミクス:新規治療標的分子ネットワーク同定のためのマルチオミクス解析基盤2014

    • 著者名/発表者名
      小林 大樹, 荒木 令江
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 全自動2次元電気泳動装置を用いた前立腺がんの特異的翻訳後修飾タンパク質群のプロファイリング2014

    • 著者名/発表者名
      西村 宗徳, 緑川 宇一, 長山 慈, 小林 大樹, 村上 洋嗣, 笹尾 明, 河野 吉昭, 今村 隆寿, 鵜沼 豊, 荒木 令江
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [学会発表] Functional proteome analysis of translationally controlled tumor protein (TCTP), a novel Neurofibromatosis type 1 (NF1)-related protein2014

    • 著者名/発表者名
      Daiki Kobayashi, Megumi Nagayama, Mio Hirayama, Sumio Ohtsuki, Norie Araki
    • 学会等名
      13th Human Proteome Organization World Congress (HUPO2014)
    • 発表場所
      IFEMA (Madrid, Spain)
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-08
  • [学会発表] Integrated Proteomics for Cancer Stem Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Norie Araki, Akiko Nambu, Uichi Midorikawa, Souhei Mizuguchi, Daiki Kobayashi, Jun-ichi Kuratsu
    • 学会等名
      13th Human Proteome Organization World Congress (HUPO2014)
    • 発表場所
      IFEMA (Madrid, Spain)
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-08
  • [学会発表] グリオーマ幹細胞の維持と分化に関わるニッチ分子群の融合プロテオミクスによる解析2014

    • 著者名/発表者名
      荒木令江、南部(新堀) 晶子、緑川宇一、水口惣平、小林大樹、ウイルソン森藤政代、秀拓一郎、中村英夫、倉津純一
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 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
  • [学会発表] 融合プロテオミクスによる神経系腫瘍の細胞内特異的タンパク質の解析2014

    • 著者名/発表者名
      小林大樹
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2014年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規神経線維腫症腫瘍病態関連因子TCTPの機能プロテオーム解析2014

    • 著者名/発表者名
      小林大樹、長山慈、平山未央、大槻純男、荒木令江
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2014年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
  • [学会発表] 全自動2次元電気泳動装置を用いた前立腺がんマーカータンパク質群の解析2014

    • 著者名/発表者名
      西村宗徳, 緑川宇一, 長山慈, 小林大樹, 村上洋嗣, 笹尾明, 河野吉昭, 今村隆寿, 和田孝浩、鵜沼豊, 荒木令江
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2014年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
  • [学会発表] 融合プロテオミクスによる新規NF1病態関連分子ネットワークの同定2014

    • 著者名/発表者名
      小林大樹、 平山未央、水口惣平、荒木令江
    • 学会等名
      第62回質量分析総合討論会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2014-05-14 – 2014-05-16

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公開日: 2016-06-01  

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