癌細胞浸潤における浸潤仮足退縮の意義と制御メカニズムの解明

阐明侵袭伪足消退在癌细胞侵袭中的意义和控制机制

基本信息

批准号：
14J00701
负责人：
山内庸平
金额：
$ 1.79万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J00701/
关键词：
浸潤仮足 Arf6 PIP5K ARAP3 EGFRリサイクリング GTPase 活性化因子癌細胞浸潤

项目摘要

申請者は本年度までに、ARAP3が高浸潤性乳癌細胞に高発現しているArf6 GAPであり、癌細胞浸潤転移に必須の分子であることを明らかにした。ARAP3は上皮増殖因子(EGF)刺激依存的な浸潤仮足形成に必要であり、浸潤仮足形成初期に重要な細胞膜表面への上皮増殖因子受容体(EGFR)のリサイクリングを正に制御することを明らかにした。さらに、ARAP3ノックダウン細胞ではEGFR陽性エンドソーム膜にイノシトールリン脂質であるPI(4,5)P2が蓄積していることを明らかにした。これらの結果を踏まえて今年度は、ARAP3がどのようにEGFR陽性エンドソームのPI(4,5)P2量を調節し、EGFRの細胞膜へのリサイクリングを正に制御するのか、その詳細な分子メカニズムの解明を目指し、次の三つの結果を得た。(1)ARAP3はリサイクリングを促進する分子EHD1をEGFR陽性エンドソームにリクルートするのに必要である。(2)ARAP3はそのArf GAP活性依存的にEGFR陽性エンドソームのPI(4,5)P2量を負に制御する。(3)ARAP3は活性型Arf6のエフェクター分子として知られるPI(4,5)P2産生酵素PIP5K1A活性を負に制御することで浸潤仮足形成を促進する。以上の結果から、ARAP3はEGFR陽性エンドソームにおいてPIP5K1Aの活性を負に制御することでPI(4,5)P2の過剰産生を防ぎ、その結果EHD1がEGFR陽性エンドソームにリクルートされて、EGFRが浸潤仮足形成予定部位にリサイクリングされることが示唆された。これらのことからARAP3は、Arf6活性サイクル制御を介してPIP5K1A活性を時空間的に調節し、細胞膜表面へのEGFRのリサイクリングを正に制御することで、浸潤仮足形成を促進することが明らかとなった。本研究結果は現在論文投稿中である。

今年，申请人透露ARAP3是一种Arf6 GAP，在高侵袭性乳腺癌细胞中高表达，是癌细胞侵袭和转移的重要分子。 ARAP3 是表皮生长因子 (EGF) 刺激的侵袭伪足形成所必需的，并正向调节表皮生长因子受体 (EGFR) 到细胞膜表面的再循环，这在侵袭伪足形成的早期阶段非常重要。此外，我们发现 PI(4,5)P2（一种肌醇磷脂）在 ARAP3 敲低细胞的 EGFR 阳性内体膜中积累。基于这些结果，今年我们将重点关注ARAP3如何调节EGFR阳性核内体中PI(4,5)P2的量并正向控制EGFR向细胞膜的再循环的详细分子机制，旨在阐明这一点。，我们得到了以下三个结果。 (1) ARAP3需要将循环促进分子EHD1募集到EGFR阳性内体中。 (2)ARAP3以依赖于其Arf GAP活性的方式负调节EGFR阳性核内体中PI(4,5)P2的量。 (3) ARAP3通过负向调节PI(4,5)P2产生酶PIP5K1A的活性来促进入侵伪足形成，PIP5K1A被称为活性Arf6的效应分子。从以上结果可见，ARAP3通过负调节EGFR阳性核内体中PIP5K1A的活性来防止PI(4,5)P2的过量产生，结果，EHD1被募集至EGFR阳性核内体，并且EGFR变得浸润。建议将其回收到计划形成脚部的地点。这些发现表明，ARAP3通过Arf6活性周期控制时空调节PIP5K1A活性并正向控制EGFR再循环至细胞膜表面来促进侵袭伪足形成。这项研究的结果目前正在提交出版。