乳癌嫌発系COPラットから乳癌抑制遺伝子Mcs-lの同定と機能解析

乳腺癌耐药COP大鼠乳腺癌抑制基因Mcs-l的鉴定及功能分析

• 批准号: 09877046
• 负责人: 神谷 研二
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09877046/
• 关键词: Copenhagenラット; 乳癌; 発癌感受性; 放射線誘発乳癌; 分化; 乳癌抑制遺伝子; Mcs-l; 乳癌嫌発系ラット; ラット乳腺上皮細胞; コペンハーゲンラット; Mcs-1; 乳腺細胞株

乳癌嫌発系Copenhagen(COP)ラットは、常染色体優性遺伝子Mcs-1により化学発癌剤による乳癌誘発が抑制される特異なラットである。Mcs-1は、乳腺細胞の分化を制御していると推定されている。放射線はDNAの二重鎖切断などの遺伝子損傷を誘発し、化学発癌剤とは異なる分子機構で乳癌を誘発すると推定されている。そこで、Mcs-1遺伝子の機能解析をする一助として、Mcs-1遺伝子が放射線誘発乳癌を抑制するか否かを検討した。まず、COPラットに3Gyの^<60>Co γ線を照射し、乳癌誘発を検討した。比較のために、化学発癌剤に高感受性のWistar/Furth(WF)ラットと中感受性のF344ラットを用い同様の実験を行った。同時に、N-methyl-N-nitrosourea(MNU)による乳癌誘発実験も合わせ行った。WF及びF344ラットはMNUに高感受性で、全例に乳癌が誘発されたが、COPラットは抵抗性で、乳癌発生は低率であった。MNU誘発乳癌では、WFまたはF344ラットに誘発された乳癌の75%以上が乳頭癌だったのに対し、COPラットではその発生を認めなかった。このことが、Mcs-1遺伝子により制御されたCOPラットの遺伝的抵抗性と直接的に関係するものと考えられた。一方、^<60>Co γ線誘発乳癌では感受性に系統差を認めず、COPラットにも誘発乳癌の90%に乳頭癌を認めた。したがって、放射線誘発乳癌の感受性は、Mcs-1遺伝子とは異なる遺伝子群により制御されていると考えられる。これら乳癌は、腺房の分化抗原に対する抗体を用いた免疫組織学的解析の結果、MNU誘発乳癌より分化した癌であった。また、MNU投与ラットには乳腺腺腫の発生を認めなかったが、放射線は3系統のラットに乳腺腺腫を誘発し、COPラットでその頻度が最も高かった。これら腺腫は放射線誘発乳癌と類似した分化抗原を有した。COPラットの腺腫を同系ラットに移植すると、estrogen依存性の増殖を示し、乳癌に進展した。また、COPラット腺腫の組織内には微小乳癌の発生を認めた。これらの所見は、放射線と化学発癌剤は異なる発癌経路、あるいは異なる乳腺標的細胞からなる乳癌を誘発することを示唆する。COPラットに放射線により比較的高頻度に乳癌や腺腫が誘発されたことは、このラットの乳腺がMcs-1遺伝子の機能により遺伝的に高分化状態に誘導されていることと関係するかもしれない。

厌氧哥本哈根（COP）大鼠是独特的大鼠，其中化学致癌剂诱导乳腺癌被常染色体显性基因MCS-1抑制。假定MCS-1可以调节乳腺细胞分化。据估计，辐射会诱导基因损伤，例如DNA的双链断裂，并且乳腺癌是由与化学致癌剂不同的分子机制引起的。因此，为了帮助分析MCS-1基因的功能分析，我们研究了MCS-1基因是否抑制了辐射诱导的乳腺癌。首先，用 ^<60> co伽玛射线的3GY辐射COP大鼠研究乳腺癌的诱导。为了进行比较，使用Wistar/Furth（WF）大鼠对化学致癌物和中敏感F344大鼠进行类似的实验。同时，我们还使用N-甲基-N-硝酸（MNU）进行了乳腺癌诱导实验。 WF和F344大鼠对MNU高度敏感，在所有情况下均诱导乳腺癌，而COP大鼠具有抗性，并且乳腺癌发病率较低。在MNU诱导的乳腺癌中，WF或F344大鼠诱导的乳腺癌中有75％以上是乳头状癌，而COP大鼠没有发育。人们认为这与由MCS-1基因调节的COP大鼠中的遗传抗性直接相关。另一方面，在 ^<60> COγ射线诱导的乳腺癌中易感性中未观察到全身差异，并且在COP大鼠中90％的诱导乳腺癌中观察到乳头状癌。因此，辐射引起的乳腺癌的敏感性被认为是由一组与MCS-1基因不同的基因调节的。由于使用抗体分化抗原的抗体分析，由于免疫组织学分析，这些乳腺癌与MNU诱导的乳腺癌分化。此外，尽管在用MNU治疗的大鼠中未发现乳腺腺瘤，但辐射诱导三个大鼠菌株的乳腺腺瘤，并且该频率在COP大鼠中最常见。这些腺瘤具有分化抗原，类似于放射线诱导的乳腺癌。将腺瘤从COP大鼠移植到同性大鼠中显示出雌激素依赖性生长，并发展为乳腺癌。此外，在COP大鼠腺瘤的组织中观察到了微晶癌。这些发现表明，辐射和化学致癌剂诱导由不同的致癌途径或不同乳腺靶细胞组成的乳腺癌。由于MCS-1基因的功能，COP大鼠辐射对COP大鼠的乳腺癌和腺瘤相对频繁诱导可能与该大鼠乳腺的遗传诱导至分化良好的状态有关。

项目成果

Miyagawa, K., et al.: "Mutations of the WTl gene in childhood non-lymphoid hemato-logical malignancies." Genes Chromosomes and Cancer. in press.

Miyakawa, K., et al.：“儿童非淋巴血液恶性肿瘤中 WT1 基因的突变。”

Hiramoto, T., et al.: "Mutations of a novel human RAD54 homologue, RAD54B, in primary cancer." Oncogene. in press.

Hiramoto, T. 等人：“一种新型人类 RAD54 同源物 RAD54B 在原发性癌症中的突变。”

Kamiya, K., et al.: "Quantitative studies of ductal versus alveolar differentiation from rat mammary clonogens." Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. 219. 217-225 (1998)

Kamiya, K. 等人：“大鼠乳腺克隆原的导管与肺泡分化的定量研究。”

Miyagawa, K., et al.: "Loss of WTl function leads to ectopic nyogenesis in Wilms tumour." Nature Genetics. 18(1). 15-17 (1998)

Miyakawa, K., et al.：“WTl 功能的丧失导致肾母细胞瘤中的异位新生。”