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テロメアを介した遺伝子発現制御機構と腫瘍組織形態への影響の解明

阐明端粒介导的基因表达调控机制及其对肿瘤组织形态的影响

基本信息

批准号：
18K07252
负责人：
岡本啓治
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Japanese Foundation for Cancer Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

我々はこれまで、人工的にテロメア伸長させたがん細胞をヌードマウスの皮下に移植したゼノグラフト腫瘍で、インターフェロン（IFN）応答遺伝子群の発現上昇の抑制及び、腫瘍形態の分化傾向を見出してきた。本研究では、腫瘍形成時に活性化するシグナル経路と、テロメア伸長による制御の分子機構を解明し、がん細胞がテロメアを短く維持する新たな病理学的意義を明らかにすることを目的とする。まず腫瘍形成時におけるIFN経路活性化機構について検証を行ったところ、親株由来のゼノグラフト腫瘍でSTAT1のリン酸化が亢進し、テロメア伸長株由来の腫瘍ではそれが抑制されていた。STAT1変異体発現がん細胞を腫瘍環境を模倣した3D培養法で培養・解析し、IFN応答遺伝子の発現上昇に必須なSTAT1リン酸化部位を同定した。また、3D培養時にはRIG-I によりSTAT1のリン酸化が亢進することを見出したことから、テロメア伸長によりRIG-I-STAT1経路が抑制されている可能性が示唆された。次に、テロメアによって制御されるRIG-I-STAT1経路の活性化と腫瘍形態との因果関係を検証した。CRISPR-Cas9法により樹立したSTAT1欠損がん細胞株を用いてゼノグラフト腫瘍を形成させたところ、分化の形態を示す腺管様構造の形成の促進、未分化マーカーN-Cadherinの低下を示した。さらにテロメア伸長がん細胞株にSTAT1標的因子の一つISG15を過剰発現させると、テロメア伸長株由来腫瘍で見られる腺管様構造が減少する傾向を示した。また、テロメア伸長株由来ゼノグラフト腫瘍では、親株由来腫瘍に比べてISG15の機能の一つであるISG化レベルが低下していた。以上の結果より、がん細胞はテロメア長を短く維持することでRIG-I-STAT1-ISG15経路の活性化を促進し、それが腫瘍の未分化状態の維持に寄与する可能性が示唆された。

In response to this observation, we found that the inhibition of the proliferation of IFN-1 and the differentiation tendency of tumor morphology were observed in the subcutaneous transplantation of IFN-1 cells. This study aims to elucidate the molecular mechanisms involved in the activation of tumor cells during tumor formation and their maintenance. IFN pathway activation mechanisms during tumor formation include the regulation of STAT1 in the growth and development of parent-derived tumors, and the regulation of STAT1 in the growth and development of parent-derived tumors. STAT1 protein expression is dependent on the identification of the site of the STAT1 protein in the culture, analysis and production of IFN-α in 3D culture. The possibility of RIG-I-STAT1 pathway inhibition during 3D culture was demonstrated. The activation of RIG-I-STAT1 pathway and the causal relationship between tumor morphology and apoptosis were investigated. CRISPR-Cas9 method is used to establish STAT1 defective cell lines and to demonstrate the formation of differentiated tumor cells and the reduction of N-Cadherin. The expression of ISG15 in STAT1 of cell lines showed a tendency to decrease in glandular structure due to tumor growth. The ISG15 is a functional unit of ISG15. These results suggest that the activation of the RIG-I-STAT1-ISG15 pathway is promoted and the undifferentiated state of the tumor is maintained.