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2016 Fiscal Year Research-status Report

エクトドメイン・シェディングの“ゆらぎ”とがん細胞不均一性の関連解析

Research Project

Project/Area Number 16K15221
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

東山 繁樹  愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 教授 (60202272)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywordsがん細胞の不均一性 / ゆらぎ / 膜型細胞増殖因子 / EGFファミリー / proHB-EGF / proamphiregulin / シェディング / ADAM
Outline of Annual Research Achievements

がん細胞における細胞形質の不均一性は、薬剤抵抗性出現の一因であり、がん治療を困難にする。このがん細胞形質の多様性は、個々の細胞のダイナミクス、タンパク質の産生量や酵素反応速度の確率論的な“ゆらぎ”に起因すると考えられる。本研究では、これら3点がクロスする膜型細胞増殖因子の細胞外領域切断“エクトドメイン・シェディング”活性の“ゆらぎ”に焦点を当て、ヒト乳腺上皮細胞MCF10A細胞および乳がん細胞MCF7細胞を用いて解析を行った。まず、3種の表面抗CD24/CD44/EpCAMに対する抗体を用いたFACS解析からCD24hi/CD44neg/EpCAMhiをStem type、CD24hi/CD44neg/EpCAMnegをBasal type、CD24lo/CD44hi/EpCAMhi をLuminal typeとして細胞形質分画し、それぞれよりクローンを5株ずつ樹立後、それぞれの細胞集団におけるEGFファミリー膜型増殖因子であるproHB-EGF、proTGF-alpha、proAmphiregulin、proEpiregulinの各因子のシェディングを定量解析した。その結果、各細胞タイプともにproHB-EGF、proTGF-alpha、proEpiregulinのシェディング活性に極めて大きなばらつきが見られ、相関は認められなかった。しかし、proAmphiregulinのシェディング活性については各細胞タイプとの相関性を示す傾向が得られた。このことは、proHB-EGF、proTGF-alpha、proEpiregulinはそれぞれ複数のシェディング酵素が関与するのに対し、proAmphiregulinは1つのシェディング酵素が対応することから、シェディング酵素との対応性を反映していることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初、ヒト乳腺上皮細胞MCF10A細胞および乳がん細胞MCF7細胞より、3種の表面抗原CD24/CD44/EpCAMに対する抗体を用いたFACS解析から分画したCD24hi/CD44neg/EpCAMhi(Stem type)、CD24hi/CD44neg/EpCAMneg(Basal type)、CD24lo/CD44hi/EpCAMhi(Luminal type)のそれぞれの細胞画分と、EGFファミリー膜型増殖因子のシェディング活性に相関性があるのと予想して、解析を進めていた。特に、ヒト乳腺上皮細胞MCF10Aは、その細胞増殖特性をEGFファミリーに完全に依存していることから、細胞自身が産生するEGFファミリー分子のシェディング活性が極め重要であることは容易に予測ができる。しかし、3つの細胞画分の特性がシェディング特性に関して不均一性を示したこと、さらに、各細胞画分からクローンを安定的に樹立するのに時間を要したこと、また、EGFファミリー膜型増殖因子4種、proHB-EGF、proTGF-alpha、proAmphiregulin、proEpiregulinの各因子のシェディング活性を定量する必要性が生じたことから、予定以上の時間を費やすこととなった。しかし、結果的には、当初の予想を支持するデーターが得られそうなところまで来ることができた。29年度は、さらに解析を進める。

Strategy for Future Research Activity

28年度の成果を基に、29年度はさらに解析を進めることが容易な状況であると判断できる。proAmphiregulinのシェディング活性とその責任酵素ADAM17の活性とがん細胞における細胞形質の不均一性との関連性を追求する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ETH Zurich,(Switzerland)

    • Country Name
      Switzerland
    • Counterpart Institution
      ETH Zurich,
  • [Int'l Joint Research] RWTH Aachen University, Aachen/Christian-Albrechts-University, Kiel(Germany)

    • Country Name
      Germany
    • Counterpart Institution
      RWTH Aachen University, Aachen/Christian-Albrechts-University, Kiel
  • [Int'l Joint Research] University of Liege and CHU Liege, Liege(Belgium)

    • Country Name
      Belgium
    • Counterpart Institution
      University of Liege and CHU Liege, Liege
  • [Journal Article] Glutamate-dependent ectodomain shedding of neuregulin-1 type II precursors in rat forebrain neurons.2017

    • Author(s)
      Iwakura Y, Wang R, Inamura N, Araki K, Higashiyama S, Takei N, Nawa H.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 12 Pages: e0174780

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pone.0174780.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stimulated release and functional activity of surface expressed metalloproteinase ADAM17 in exosomes.2016

    • Author(s)
      Groth E, Pruessmeyer J, Babendreyer A, Schumacher J, Pasqualon T, Dreymueller D, Higashiyama S, Lorenzen I, Grotzinger J, Cataldo D, Ludwig A.
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta.

      Volume: 1863 Pages: 2795-2808

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bbamcr.2016.09.002.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ectodomain Shedding of Lymphatic Vessel Endothelial Hyaluronan Receptor 1 (LYVE-1) Is Induced by Vascular Endothelial Growth Factor A (VEGF-A).2016

    • Author(s)
      Nishida-Fukuda H, Araki R, Shudou M, Okazaki H, Tomono Y, Nakayama H, Fukuda S, Sakaue T, Shirakata Y, Sayama K, Hashimoto K, Detmar M, Higashiyama S, Hirakawa S.
    • Journal Title

      J Biol Chem.

      Volume: 291 Pages: 10490-10500

    • DOI

      doi: 10.1074/jbc.M115.683201.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] EGFファミリー分子のshedding特性解析2016

    • Author(s)
      中山寛尚, 坂上倫久, 前川大志, 藤崎亜耶子, 東山繁樹
    • Organizer
      第57回日本生化学会中国・四国支部例会
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2016-05-27 – 2016-05-28
  • [Remarks] Proteo-Science (PROS), Ehime University

    • URL

      http://www.m.ehime-u.ac.jp/school/biochem2/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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