活性酸素産生癌遺伝子Nox1を標的としたRas・ヒト発癌機構の解析

针对活性氧致癌基因Nox1的Ras/人类致癌机制分析

• 批准号: 16021217
• 负责人: 鎌田 徹
• 金额: $ 4.35万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16021217/
• 关键词: Nox1; Ras; 活性酸素; 癌; RNAi; MAPkinase; 転移; 情報伝達

本研究の目的は、ヒト悪性腫瘍の多段階発生機構における活性酸素産生遺伝子Nox1の媒介的役割をRas発癌モデルを用いて解明し、癌治療の方法的基礎を築くことにある。我々は、既にRas-MAPK経路によっで誘導されるNox1の産生するsuperoxideが、Rasの癌化形質に必要であることを明らがにした。この知見は、Nox1によって産生されるROSが、ヒト腫瘍形成においても、signal分子として、重要な媒介的役割を果たすことを示唆する。しかし、これに関しては憶測の域を出ておらず、またNox1作用の分子機構、情報伝達経路には未解明な部分が多い。こうした現状を踏まえ、本研究では1)ヒト癌におけるNox1ファミリーの媒介的役割の解明、2)Nox1によって産生されるROSの標的蛋白の同定、3)Nox1遺伝子発現の調節機構の解析を行った。研究項目1:Nox1 siRNA, Nox4 siRNAを作成し、Nox1を不活化すると、大腸癌細胞にアポトーシスが引き起こされ、またNgx4を不活化すると、メラノーマ細胞の増殖を抑制し、膵癌細胞のアポトーシスが引き起こされることが判明した。研究項目2:Nox1を導入した上皮細胞蛋白を5-IAF標識したのち、ToF-Mass分析を用い、ROSによって修飾をうける蛋白を探索した。その結果、分子量30〜90kDaの4つの細胞質蛋白が有意に修飾をうけることが判明した。現在、これらの蛋白群の癌化における機能的役割の検討を行っている。研究項目3:開発したEMSA5-IAF標識法を用い、大腸癌細胞よりRas-MAPKでリン酸化。活性化され、Nox1プロモーターに結合する82kDaと34kDaの2成分からなる。転写複合体を精製した。現在、ToF-Massで同定中である。以上の結果により、Nox1は、ヒト大腸癌の形成過程にも必須な癌関連遺伝子であり、また、腎臓で正常な生理機能を果たすファミリー遺伝子Nox4も、異所高発現又は活性化されることにより、細胞内ROS産生を高め、膵癌やメラノーマ発生を促進すると考えられる。本研究で、ヒト癌レベルでも、Noxファミリーの産生するROSの重要性が示されたといえる。困難を極めるROSの下流標的蛋白同定の研究で、幾つかの候補蛋白が単離されたことは、特筆すべきで今後の同定・機能解析の結果が強く待ち望まれる。最後に、Nox1遺伝子の、転写因子のサブユニット構造が解明されたことにより、この分野の研究が飛躍的に前進した。サブユニット蛋白の分子種の同定結果が待たれる。以上、Nox1を標的とした癌治療を模索する上で今後、Nox本体、及びその情報伝達分子の機能解明の重要性が深まったといえる。

The purpose of this study is to clarify the use of Ras as a mediator of Nox1 in the multi-stage development of cancer and to lay the foundation for cancer therapy. We believe that Ras MAPK pathway induces the production of NOX1, which is essential for the carcinogenesis of Ras. This knowledge is important for ROS generation, signal molecule formation, and vector production. The molecular mechanism and information pathway of Nox1 function in the detection domain are not yet understood. This study is aimed at: 1) elucidating the role of Nox1 in the expression of ROS in human cancer; 2) identifying the target protein for the production of ROS in Nox1; 3) elucidating the regulatory mechanism for the expression of Nox1. Project 1: Production of Nox1 siRNA and Nox4 siRNA, inactivation of Nox1, inhibition of proliferation of colorectal cancer cells, inactivation of Ngx4, inhibition of proliferation of colorectal cancer cells. Project 2: Introduction of Nox1 into epithelial cells, 5-IAF identification, ToF-Mass analysis, ROS modification, protein exploration As a result, the cytoplasmic protein with molecular weight of 30 ~ 90kDa was intentionally modified. Now, this protein group cancerization function of the service cut to discuss the process. Project 3: Development of Ras-MAPK activation in colorectal cancer cells using EMSA5-IAF labeling. Active, Nox1, Nox 2, Nox1, Nox 2, Nox 2, Nox 3, Nox 4, Nox 5, Nox 6, Nox 7, Nox 8, Nox 9, Nox 9, Nox 9, The complex is refined. Now, ToF-Mass same set in. These results indicate that Nox1 is essential for the development of colorectal cancer, and that normal physiological functions of the kidney function as well as the expression of Nox4 are essential for the development of colorectal cancer. This study demonstrates the importance of ROS in the production of NOX. The study of protein identity of ROS under difficult conditions, several candidate proteins, and the results of functional analysis in the future are highly anticipated. Finally, the Nox1 gene, the writing factor and the structure of the paper are analyzed and the research of the field is advanced rapidly. The identification of molecular species of In the future, it is important to understand the function of Nox itself and its information molecules.

项目成果

Ras is involved in the negative control of autophagy through the class IPI3-kinase

• DOI: 10.1038/sj.onc.1207539
• 发表时间: 2004-05-13
• 期刊: ONCOGENE
• 影响因子: 8
• 作者: Furuta, S;Hidaka, E;Kamata, T
• 通讯作者: Kamata, T

Regulation of Amphiphysin1 by Mitogen-activated Protein Kinase

• DOI: 10.1074/jbc.m404527200
• 发表时间: 2004-09
• 期刊: Journal of Biological Chemistry
• 影响因子: 4.8
• 作者: W. Shang;Y. Adachi;A. Nakamura;T. Copeland;S. R. Kim;T. Kamata

The superoxide-generating oxidase Nox1 is functionally required for Ras oncogene transformation

• DOI: 10.1158/0008-5472.can-03-3909
• 发表时间: 2004-05-15
• 期刊: CANCER RESEARCH
• 影响因子: 11.2
• 作者: Mitsushita, J;Lambeth, JD;Kamata, T
• 通讯作者: Kamata, T