Comprehensive Studies on the Mechanisms of Cancer Metastasis from Molecular Signaling to Whole-Body Level

从分子信号到全身水平全面研究癌症转移机制

• 批准号: 20H00513
• 负责人: 宮園 浩平
• 金额: $ 28.95万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00513/
• 关键词: 浸潤・転移; シグナル伝達; 分子イメージング; がん微小環境; 実験動物モデル

１）TGF-βおよびEMTのがん転移における役割：ヒト膵がん細胞株PANC-1においてSmad4 -KO細胞の作製、さらにレンチウイルスでSmad4を再導入した細胞を作製した。RNA-Seqを行い、GSEAにより発現解析を行った結果、Smad4 KOによってTGF-βシグナル関連遺伝子がenrichされ、既知のTGF-β/Smad標的遺伝子の発現低下が見られた。また，IDファミリー遺伝子の発現がSmad4 KO細胞で低下しており、BMPシグナルへの影響も考えられた。また、複数の膵臓がん細胞株を用いた解析では、これまで知られていなかったサイトカイン受容体タンパクが膵臓がん細胞でSmad4の調節を受けることが明らかとなり、膵臓がんの治療標的となりうることが判明し、病理組織での発現解析などを行った。さらに、口腔扁平上皮がん細胞において、TGF-β刺激により細胞周期のG1期の細胞の方がS/G2/M期にある細胞よりも浸潤・転移を起こしやすい傾向があることが明らかとなった。またTGF-βにより発現が上昇する転写因子ZBED2によって誘導されるEMT関連因子の解析を行った。２）透明化技術を応用したがん転移の分子機構：マウスの血管・リンパ管を個体・臓器レベルで透明化技術を用いて解析し、さらに数理解析を行った。観察された画像から脈管の形の違いを解析するために、位相的データ解析の１つであるパーシステントホモロジーにより評価した。脳血管をパーシステントホモロジーにて評価したところ、脳領域の中でも特に大脳新皮質の血管構造が特徴的であることが明らかとなった。また、非同次ポアソン過程（NHPP）による解析で、シグナル密度により、脳血管の広がりや方向性の評価を行った。

1) TGF-β and EMT were reintroduced into PANC-1 cells and Smad4 cells. RNA-Seq activity, GSEA detection analysis results, Smad4 KO detection, TGF-β expression, related gene enrichment, and low detection of known TGF-β/Smad target genes were observed. In addition, Smad4 KO cells are affected by the development of ID and BMP genes. The expression of Smad4 in the cell line was analyzed by multiple methods. The expression of Smad4 in the cell line was analyzed by pathological methods. In addition, the oral squamous epithelium cells are stimulated by TGF-β, and the cells in the G1 phase of the cell cycle are divided into S/G2/M phases. We also analyzed EMT-related factors induced by the observed increase in the growth factor ZBED2 of TGF-β. 2) The application of transparency technology in molecular mechanism: blood vessels, tubes, individual devices, transparency technology in the middle analysis, mathematical analysis The shape of the blood vessel is analyzed and the phase is analyzed. The vascular structure of the large cortex is characterized by a large number of vascular structures. The analysis, density analysis and directional evaluation of non-homogeneous particle processes (NHPP) are carried out.

项目成果

TGF-β signaling in progression of cancer（Core Symposia: Molecular carcinogenesis; Footprints and future）

癌症进展中的 TGF-β 信号传导（核心研讨会：分子致癌作用；足迹和未来）

• 发表时间: 2020
• 作者: 工樂 樹洋;原 雄一郎;山口 和晃;野津 了;小柳 光正;寺北 明久;喜屋 武樹;西田 清徳;兵藤 晋;佐藤 圭一;Miyazono K.
• 通讯作者: Miyazono K.

TGF-βファミリーを標的としたがん治療戦略 （教育講演）

针对 TGF-β 家族的癌症治疗策略（教育讲座）

• 发表时间: 2021
• 作者: Abe Ikuro;Lv Jian-Ming;Gao Yao-Hui;Zhao Huan;Awakawa Takayoshi;Liu Ling;Chen Guo-Dong;Yao Xin-Sheng;Hu Dan;Gao Hao;宮園浩平
• 通讯作者: 宮園浩平

Activation of epithelial-mesenchymal transition program in oral cancer cells under TGF-β-induced cell cycle arrest. on-line conference （優秀発表賞）

TGF-β诱导的细胞周期停滞下口腔癌细胞上皮-间质转化程序的激活在线会议（优秀演讲奖）

• 发表时间: 2021
• 作者: Inoue KA;Takahashi K;Sakakitani S;Koinuma D;Sugauchi A;Saito M;Kaida A;Yoshimatsu Y;Uchihashi T;Miura M;Miyazono K;Watabe T.
• 通讯作者: Watabe T.

組織透明化によるがん微小環境リモデリングの解析 （口演）

通过组织透明性分析癌症微环境重塑（口头报告）

• 发表时间: 2021
• 作者: 久保田晋平;高橋恵生;真野智之;松本桂彦;勝俣敬寛;史蕭逸;田井中一貴;上田泰己;江幡正悟;宮園浩平.
• 通讯作者: 宮園浩平.

三次元病理解析に資する組織透明化手法の開発（シンポジウム）

开发有助于三维病理分析的组织透明方法（研讨会）

• 发表时间: 2021
• 作者: 久保田晋平;高橋恵生;田井中一貴;江幡正悟;上田泰己;宮園浩平
• 通讯作者: 宮園浩平