乳がん幹細胞の新規分子標的の同定と機能解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J05402
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 富永 香菜 東京大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Keywords: がん幹細胞 / 乳がん / 分子生物学 / シグナル伝達 / 酸化還元反応 / 細胞生物学

Outline of Annual Research Achievements

これまでがん幹細胞において報告の少ない細胞内シグナルを制御している内在性タンパク質に注目し研究を行っている。乳がん幹細胞の維持に働いていることを報告した、ErbB3/HRG/PI3Kシグナルパスウェイの鍵分子候補の中から、Molecule interacting with CasL (MICAL) familyの一つであるMICAL-3を選択し、乳がんのがん幹細胞における機能性について検討している。
ヒト乳がん細胞株または乳がん臨床検体の培養細胞にてsiRNAを用いてMICAL-3をノックダウン後スフェア形成能を評価したところ、コントロールと比較してノックダウンにより有意にスフェア形成能が低下した。また、MICAL-3のshRNAをヒト乳がん細胞、乳がん臨床検体に導入して免疫不全マウスに段階希釈して移植し、腫瘍形成能を調べたところ、MICAL-3 shRNA導入群はコントロー群と比較して有意に腫瘍形成能が低くなることがわかった。
次にMICAL-3野生型および各ドメインを欠損した変異体をヒト乳がん細胞株MCF7にリポフェクション法にて導入し、スフェア形成能を評価したところ、N末端にあるmonooxygenase domainの欠損体を導入したMCF7において優位にスフェア形成能が低下することがわかった。
したがって、MICAL-3のmonooxygenase domainが乳がん幹細胞性の維持に重要であることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

MICAL-3が乳がん幹細胞性の維持に重要であることが示された。MICAL-3のmonooxygenase domainががん幹細胞性の維持に重要な働きをしていることがわかった。したがって、monooxygenase domainの働きを阻害することによって乳がん幹細胞の機能性を阻害することが示唆され、これにより新規の分子標的薬の開発につながる可能性が示された。

Strategy for Future Research Activity

引き続きMICAL-3のmonooxygenase domainと乳がん幹細胞性の維持に関して詳細に検討するとともに、MICAL-3をsiRNAでノックダウンあるいはMICAL-3野生株、変異株を強制発現させた後の細胞骨格の変化や細胞分裂を蛍光顕微鏡あるいはタイムラプス顕微鏡などで経時観察する予定にしている。

Research Products

• [Presentation] HER-NFκB induced IGF2 loop as a fundamental mechanism for breast cancer stem and niche cell maintenance (2015)
  • Author(s): 富永 香菜、島村 徹平、金内 一、清水 誠一郎、西岡 琴江、下野 洋平、石井 秀始、森 正樹、辻 英一、多田 敬一郎、小川 利久、東條 有伸、宮野 悟、後藤 典子
  • Organizer: 文部科学省 新学術領域研究 がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動 公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 一橋講堂（東京）
  • Year and Date: 2015-01-27 – 2015-01-28
• [Presentation] HER2/3-NFκB-IGF2-ID1 circuit addiction as a fundamental mechanism for stabilization of the stemness of breast cancer cells in their niche (2015)
  • Author(s): Kana Tominaga, Teppei Shimamura, Natsuko Kimura, Takahiko Murayama, Yohei Shimono, Hideshi Ishii, Hideyuki Saya, Kei-ichiro Tada, Arinobu Tojo, Satoru Miyano, and Noriko Gotoh
  • Organizer: 日本癌学会シンポジウム/共同利用・共同研究拠点シンポジウム がん幹細胞・微小環境・分子標的
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂交流ホール（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2015-01-21 – 2015-01-22
• [Presentation] HER-NFκB induced IGF2 loop as a fundamental mechanism for breast cancer stem and niche cell maintenance (2014)
  • Author(s): Kana Tominaga, Teppei Shimamura, Hajime Kanauchi, Seiichiro Shimizu, Kotoe Nishioka, Yohei Shimono, Hideshi Ishii, Hideyuki Saya, Masaki Mori, Ei-ichi Tsuji, Kei-ichiro Tada, Toshihisa Ogawa, Arinobu Tojo, Satoru Miyano, and Noriko Gotoh
  • Organizer: 第37回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2014-12-03 – 2014-12-06
• [Presentation] HER/NF-κB induced IGF2 loop as a fundamental mechanism for breast cancer stem and niche cell maintenance (2014)
  • Author(s): Kana Tominaga, Teppei Shimamura, Hajime Kanauchi, Seiichiro Shimizu, Kotoe Nishioka, Yohei Shimono, Hideshi Ishii, Hideyuki Saya, Masaki Mori, Ei-ichi Tsuji, Kei-ichiro Tada, Toshihisa Ogawa, Arinobu Tojo, Satoru Miyano, and Noriko Gotoh
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] Insulin-like growth factor regulates breast cancer stem cell properties (2014)
  • Author(s): Kana Tominaga, Kunihiko Hinohara, Teppei Shimamura, Hiroaki Fukuda, Hajime Kanauchi, Seiichiro Shimizu, Kotoe Nishioka, Ei-ichi Tsuji, Kei-ichiro Tada, Yohei Shimono, Masaki Mori, Hideshi Ishii, Toshihisa Ogawa, Satoru Miyano, Arinobu Tojo, and Noriko Gotoh
  • Organizer: 第12回幹細胞シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学百年講堂（福岡）
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [Remarks] 東京大学医科学研究所 分子療法分野・がん分子標的研究グループホームページ
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/system-seimei/index.htm