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

基本信息

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

项目摘要

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和EMT在癌症转移中的作用：在人胰腺癌细胞系PANC-1中产生Smad4-KO细胞，并产生使用慢病毒重新导入Smad4的细胞。 RNA-Seq 和使用 GSEA 的表达分析表明，Smad4 KO 富集了 TGF-β 信号相关基因，并降低了已知 TGF-β/Smad 靶基因的表达。此外，Smad4 KO细胞中ID家族基因的表达降低，表明它可能对BMP信号传导有影响。此外，使用多个胰腺癌细胞系的分析表明，胰腺癌细胞中存在一种以前未知的细胞因子受体蛋白受到Smad4的调节，这可以作为胰腺癌的治疗靶点，我们发现情况确实如此，并在其中进行了表达分析。病理组织。此外，在口腔鳞状细胞癌细胞中，由于TGF-β刺激，细胞周期G1期的细胞比S/G2/M期的细胞更容易发生侵袭和转移。。我们还分析了转录因子 ZBED2 诱导的 EMT 相关因子，TGF-β 会增加 ZBED2 的表达。 2）利用透明技术研究癌症转移的分子机制：利用透明技术在个体和器官水平上分析小鼠血管和淋巴管，并进行进一步的数学分析。为了分析观察到的图像中血管形状的差异，使用了拓扑数据分析的一种类型——持久同源性。当使用持久同源性评估脑血管时，很明显，大脑新皮质的血管结构在大脑区域中具有特别的特征。此外，我们使用非齐次泊松过程（NHPP）分析根据信号密度评估了脑血管的扩散和方向性。