LGALS9BはEEF1Dタンパク質を安定化し、PI3K/AKTシグナル伝達経路を活性化して胃癌の発生と転移を促進する
lgals9bはeef1dタンパク質を安定化し、PI3K/AKTシグナル経路を活性化することで胃癌の発生と転移を促進する
学術的背景
胃癌は世界で5番目に多いがんであり、毎年100万以上の新規症例が診断されています。その高い死亡率と再発率のため、効果的な治療法の開発が求められています。近年、ガレクチン(galectins)が胃癌治療の有望なターゲットとして注目されており、特にgalectin-9(lgals9)は腫瘍微小環境における免疫調節作用や胃癌の予後不良との関連が指摘されています。しかし、galectin-9b(lgals9b)の胃癌における機能はまだ十分に解明されていません。本研究では、lgals9bがeef1dタンパク質を安定化し、PI3K/AKTシグナル経路を活性化することで胃癌の進行を促進するメカニズムを明らかにしました。
論文の出典
本論文は、Huolun Feng、Wei Yao、Yucheng Zhang、Yongfeng Liu、Bin Liu、Ji Zhou、Jiehui Li、Zhuosheng Jiang、Fa Ling、Jianlong Zhou、Deqing Wu、Yong Li、Juan Yang、Jiabin Zhengらによって執筆されました。著者らは、華南理工大学医学院、広東省人民医院(広東省医学科学院)、贛州市人民医院、贛南医科大学などの機関に所属しています。論文は2024年に『Oncogene』誌に掲載され、DOIはhttps://doi.org/10.1038/s41388-024-03247-2です。
研究の流れと結果
1. lgals9bは胃癌細胞の増殖、移動、浸潤能力を促進する
lgals9bの胃癌における機能を調べるため、研究チームはlgals9bを過剰発現させたAGS細胞株(AGS-OE)を構築し、Western blotで過剰発現を確認しました。その後、CCK-8およびコロニー形成アッセイを用いてAGS-OEと対照細胞(Ctrl)の増殖能力を評価した結果、lgals9bが細胞増殖を有意に促進することが明らかになりました。Transwell移動、スクラッチ創傷治癒、Transwell浸潤アッセイにより、lgals9bの過剰発現がAGS細胞の移動および浸潤能力を著しく向上させることが示されました。RNAシーケンス(RNA-seq)の結果、AGS-OE細胞では上皮間葉転換、血管新生、KRASシグナル伝達経路など、がん進行に関連するシグナル経路が有意に上方制御されていることが明らかになりました。同様の結果はN87胃癌細胞でも確認されました。
2. lgals9bのノックダウンは胃癌細胞の増殖、移動、浸潤能力を抑制する
lgals9bの機能をさらに検証するため、研究チームはlgals9bをノックダウンしたAGS細胞株を構築し、qRT-PCRおよびWestern blotでノックダウン効果を確認しました。CCK-8およびコロニー形成アッセイの結果、lgals9bのノックダウンがAGS細胞の増殖能力を有意に抑制することが示されました。Transwell移動、スクラッチ創傷治癒、浸潤アッセイにより、lgals9bのノックダウンがAGS細胞の転移能力を著しく抑制することが明らかになりました。RNA-seqの結果、lgals9bのノックダウンにより、E2Fターゲット、G2Mチェックポイント、mTORC1シグナル伝達経路など、がん進行に関連するシグナル経路が有意に下方制御されていることが示されました。同様の結果はN87胃癌細胞でも確認されました。
3. lgals9bはAGS細胞の異種移植腫瘍の成長を促進する
lgals9bが胃癌の成長に及ぼす影響をさらに調べるため、研究チームはAGS細胞を用いて異種移植腫瘍モデルを確立しました。その結果、AGS-OE群の腫瘍成長速度は対照群よりも有意に速く、腫瘍体積および重量も対照群よりも有意に大きいことが明らかになりましたが、両群のマウスの体重には有意な差は見られませんでした。同様の結果はAGS-sh3およびAGS-shRNA細胞でも確認されました。
4. lgals9bはeef1dとの結合によりPI3K/AKTシグナル経路を活性化する
lgals9bの胃癌におけるメカニズムをさらに解明するため、研究チームはRNA-seqシグナル経路富化解析および免疫共沈降-質量分析(IP-MS)を実施しました。RNA-seqの結果、対照群と比較して、lgals9b過剰発現群およびノックダウン群では、特にPI3K/AKTシグナル経路を含む複数のシグナル経路が有意に富化していることが明らかになりました。Western blotの結果、PI3KおよびAKTのリン酸化レベルはlgals9bタンパク質レベルと正の相関を示しました。IP-MSスクリーニングにより、研究チームはlgals9bがeef1dと相互作用することを発見しました。さらに、lgals9bがeef1dと結合することで、E3ユビキチンリガーゼHERC5によるユビキチン化分解を防ぎ、eef1dタンパク質を安定化し、PI3K/AKTシグナル経路を活性化することが示されました。
5. eef1dは胃癌の発生と転移を促進する
研究チームはeef1dを過剰発現させたAGS細胞株を構築し、CCK-8およびコロニー形成アッセイを用いてeef1d過剰発現が細胞増殖に及ぼす影響を評価しました。その結果、eef1dがAGS細胞の増殖を有意に促進することが明らかになりました。Transwell移動、スクラッチ創傷治癒、浸潤アッセイにより、eef1d過剰発現がAGS細胞の転移能力を著しく向上させることが示されました。同様の結果はeef1dノックダウン細胞でも確認されました。
6. lgals9bはHERC5を介したeef1dのユビキチン化分解を拮抗する
研究チームはさらに、lgals9bがeef1dタンパク質を調節するメカニズムを探りました。その結果、lgals9b過剰発現がeef1dタンパク質レベルを有意に増加させ、lgals9bノックダウンがeef1dタンパク質レベルを有意に減少させることが明らかになりました。IP-MS分析により、HERC5がeef1dのユビキチン化分解に関与する主要なE3ユビキチンリガーゼであることが示されました。さらに、lgals9bがHERC5と競合的にeef1dに結合することで、eef1dのユビキチン化分解を減少させ、eef1dタンパク質を安定化し、PI3K/AKTシグナル経路を活性化することが明らかになりました。
結論と意義
本研究は、lgals9bがHERC5と競合的に結合することでeef1dタンパク質レベルを調節し、PI3K/AKTシグナル経路を活性化することで胃癌の増殖、移動、浸潤を促進することを初めて明らかにしました。この発見は、胃癌の病態メカニズムに関する新たな知見を提供し、lgals9b/eef1d/PI3K/AKTシグナル経路を標的とした新たな治療戦略の開発に寄与するものです。
研究のハイライト
- 重要な発見:lgals9bはeef1dタンパク質を安定化し、PI3K/AKTシグナル経路を活性化することで胃癌の発生と転移を促進します。
- 手法の革新:研究チームはRNA-seq、IP-MSなどのハイスループット技術を駆使し、in vitroおよびin vivo実験を組み合わせることで、lgals9bの機能とそのメカニズムを包括的に解明しました。
- 応用価値:本研究は、胃癌の分子標的治療における新たな潜在的なターゲットを提供し、臨床応用の可能性を示しています。
その他の価値ある情報
本研究は、実験設計が厳密でデータが充実しており、結果の信頼性が高いです。研究チームは、lgals9bの胃癌における機能とそのメカニズムを多角的に検証し、今後の臨床転換研究の基盤を築きました。