ケミカルシステムバイオロジーによる細胞遊走制御機構解析

利用化学系统生物学分析细胞迁移控制机制

基本信息

批准号：
10J04895
负责人：
間木重行
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、ケミカルシステムバイオロジーの手法による細胞遊走制御機構の普遍性と多様性の解明を目的としている。具体的には、上皮増殖因子(EGF)の刺激を受けて遊走する数種類のがん細胞について、遊走刺激が引き起こす細胞内シグナル伝達を測定し、さらに標的分子既知の阻害剤がEGFシグナルに及ぼす影響を網羅的に評価する。そして、得られた結果を元にシステム生物学的解析を行い、遊走に携わるシグナル伝達系を細胞ごとに描画する。最終的には、得られた結果から全細胞に普遍的に存在する遊走シグナル伝達系と個々の細胞に特徴的な遊走シグナル伝達系のモデルを構築し、siRNAを用いた機能破壊実験によってモデルの確からしさを検証する。平成24年度は、昨年度と同様の手法を用いてEGF刺激で遊走する3種類の細胞(ヒト扁平上皮がん由来A431細胞、ヒト食道がん由来EC109細胞、ヒト甲状腺がん由来TT細胞)において、EGF刺激に応答してリン酸化及び発現上昇する15種類の分子のタイムコースデータを詳細に再取得し、各分子の活性化時間の違いについて考察した。それらの分子群の中から顕著に活性化もしくは発現上昇をする9種類の分子に対して、細胞遊走を阻害する15種類のシグナル伝達阻害剤が与える影響を評価し、その結果から描画できる各細胞のパスウェイ構造を比較した。その結果、MAPK経路やPI3K経路、JNK経路などは3細胞において共通のトポロジーであったが、全パスウェイの約1/3程度の制御が各細胞に特徴的に存在することが示唆された。特に、CysLT1やGSK-3、ROCKなどの分子群が、TT細胞ではMAPK経路を制御するがPI3K/Akt経路には影響しない一方でEC109細胞では逆にPI3K/Akt経路のみを制御するという結果は、これまでの研究からは予期出来ない興味深い結果であった。即ち本年度までに得られた結果は、EGFが引き起こす細胞遊走においてCysLT1、ROCK、GSK3などの分子が持つ役割の普遍性と多様性を解明する為の大きな手がかりとなり、本研究の目的を達成するにあたり重要な意義を持つものであった。今年度、本研究の達成成果の一部を2報の論文にて発表し、現在さらに2報の論文を投稿準備中である.

这项研究旨在使用化学系统生物学技术阐明细胞迁移控制机制的普遍性和多样性。具体而言，在刺激表皮生长因子（EGF）下迁移的几种类型的癌细胞中，测量了由迁移刺激引起的细胞内信号传导，并全面评估了已知靶标分子抑制剂对EGF信号的影响。根据获得的结果，进行系统生物学分析，并为每个细胞绘制参与迁移的信号转导系统。最终，从获得的结果中，从所有细胞中普遍存在的迁移信号转导系统的模型以及迁移信号转导系统的单个细胞的特征，并通过使用siRNA的功能中断实验来验证模型。在2012年，通过EGF刺激迁移的三种类型的细胞（人类鳞状细胞癌衍生的A431细胞，人类食管癌衍生的EC109细胞，人类衍生的EC109细胞和人类甲状腺癌细胞TT TT细胞）的时间差异，每个型号均在细节上差异，该细胞均在细节中差异化，并在细胞中差异。评估了15个抑制细胞迁移的信号转导抑制剂对这些分子组显着激活或表达增加的9个分子的影响，并根据结果比较每个细胞的途径结构。结果表明，尽管MAPK途径，PI3K途径和JNK途径是三个细胞中的常见拓扑，但在每个细胞中约有三分之一的途径存在。特别是，尽管诸如Cyslt1，GSK-3和Rock等分子基团的结果调节了TT细胞中的MAPK途径，但对PI3K/AKT途径没有影响，但EC109细胞仅控制PI3K/AKT途径，但这是从先前的研究中毫无疑问的有趣发现。也就是说，到今年获得的结果是阐明分子在EGF引起的细胞迁移中的普遍性和多样性的重要线索，并且在实现这项研究的目标方面具有重要意义。今年，这项研究的一些成就已在两篇论文中发表，目前正在准备提交另外两篇论文。