HNRNPRを介したUPF3B mRNAスプライシングが肝細胞癌転移を促進する
HNRNPRが媒介するUPF3B mRNAスプライシングが肝細胞癌の転移を促進する研究
近年、肝細胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）はその高い浸潤性と転移性により、世界中でがん関連死の主要な原因の一つとなっています。HCCの転移メカニズムは複雑であり、その中でも異常スプライシング（Alternative Splicing, AS）は腫瘍の発生、浸潤、転移において重要な役割を果たしています。UPF3B（Up-frameshift suppressor 3B）はX染色体連鎖遺伝子で、ナンセンス媒介mRNA分解（NMD）経路の重要なタンパク質をコードしています。UPF3Bの異常発現はさまざまながんの進行と関連していますが、HCCにおけるその具体的なメカニズムはまだ明らかになっていません。これを受けて、中国科学技術大学付属第一医院の研究チームは、UPF3Bのスプライシングバリアント（UPF3B-S）がHCC転移において果たす役割を調査し、その分子メカニズムを解明する研究を行いました。
背景と動機
HCCの高い致死率は、主にその高い浸潤性と転移性に起因しています。血管浸潤（Vascular Invasion, VI）はHCCの浸潤と転移の重要な特徴であり、がん細胞が侵入し拡散する直接的な経路を提供します。研究により、異常スプライシングが腫瘍転移の過程で重要な役割を果たすことが明らかになっています。UPF3Bは神経細胞の分化と成熟において重要な役割を果たしますが、固形腫瘍におけるその機能はまだ不明です。本研究では、HCC組織のスプライシングイベントを分析し、UPF3Bの短縮スプライシングバリアントであるUPF3B-Sを発見し、HCC転移におけるその機能を研究しました。
研究の出展
本論文は、Hong Wang、Dong Qian、Jiabei Wangらによって共同で執筆され、研究チームは主に中国科学技術大学付属第一医院に所属しています。論文は2025年に『Journal of Advanced Research』第68巻に掲載され、タイトルは「HNRNPR-mediated UPF3B mRNA splicing drives hepatocellular carcinoma metastasis」です。本研究は、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、および広東省自然科学基金の支援を受けました。
研究のプロセスと主な発見
研究チームは、複数の実験ステップを通じてUPF3B-SがHCC転移において果たすメカニズムを解明しました。具体的なプロセスは以下の通りです:
1. UPF3B-Sの発現とHCC浸潤との関係
研究ではまず、RNAシーケンスデータの分析により、UPF3B-SがHCC組織において隣接する肝組織よりも著しく高い発現を示し、浸潤性HCCでの発現が非浸潤性HCCよりも高いことが明らかになりました。BaseScope技術を使用して、研究チームはさらにUPF3B-S mRNAがHCC細胞で高い発現を示すことを確認し、その発現がHCC患者の不良な予後と関連していることを発見しました。これらの結果は、UPF3B-SがHCCの浸潤と転移において潜在的な役割を果たしていることを示しています。
2. UPF3B-Sの機能研究
UPF3B-Sの生物学的機能を研究するため、研究チームはUPF3B-Sをノックダウンおよび過剰発現させたHCC細胞株を構築し、in vitroおよびin vivo実験を通じてその機能を検証しました。in vitro実験では、UPF3B-SのノックダウンによりHCC細胞の浸潤および遊走能力が著しく抑制され、過剰発現によりこれらの能力が増強されることが示されました。マウスモデルでは、UPF3B-Sのノックダウンにより肺転移および肝内転移結節の数が著しく減少し、UPF3B-SがHCC転移において重要な役割を果たしていることがさらに確認されました。
3. HNRNPRがUPF3Bスプライシングを調節するメカニズム
研究ではさらに、UPF3B-Sの発現を調節するスプライシング因子を調査し、ヘテロジニアスヌクレオリボヌクレオプロテインR（HNRNPR）がUPF3B-Sの重要な調節因子であることを発見しました。RNA免疫沈降実験を通じて、HNRNPRがRNA認識モチーフ（RRM2）を介してUPF3B前駆体mRNAに結合し、エクソン8の欠失を誘導することでUPF3B-Sを生成することが確認されました。さらに、HNRNPRの発現は浸潤性HCCで著しく高く、UPF3B-Sの発現と正の相関を示しました。
4. UPF3B-SがHippo/YAPシグナル経路を介してHCC転移を促進する
UPF3B-SがHCC転移を促進する分子メカニズムを解明するため、研究チームはRNAシーケンス解析を行い、UPF3B-Sノックダウン後にHippoシグナル経路が著しく変化することを発見しました。UPF3B-SはCDH1 mRNAを分解し、E-カドヘリン（E-cadherin）の発現を抑制することにより、Hippoシグナル経路を活性化します。UPF3B-Sの過剰発現はYAP1の核内蓄積を増強し、その下流のターゲット遺伝子であるBIRC5の発現を上昇させ、BIRC5の抑制はUPF3B-Sが誘導するHCC細胞の浸潤および遊走能力を著しく弱めました。
研究の価値と意義
本研究は初めて、HNRNPRが媒介するUPF3BスプライシングバリアントであるUPF3B-SがHCC転移において重要な役割を果たすことを明らかにし、そのHippo/YAPシグナル経路を介したHCC浸潤および転移促進メカニズムを解明しました。これらの発見は、HCC治療の新しい潜在的なターゲットを提供し、UPF3B-SがHCC浸潤性表現型の予後マーカーとなる可能性を示しています。さらに、研究はスプライシング因子が腫瘍転移において重要な役割を果たすことを強調し、将来のスプライシング過程をターゲットとした治療戦略の開発に理論的基盤を提供しました。
研究のハイライト
- 新しいスプライシングバリアント: 研究では初めて、UPF3B-Sという短縮スプライシングバリアントがHCCにおいて高発現し、浸潤性表現型と密接に関連していることが発見されました。
- 革新的な実験手法: 研究ではBaseScope技術、RNA免疫沈降、およびin vivoおよびin vitroモデルを組み合わせ、UPF3B-Sの機能を包括的に評価しました。
- 深いメカニズム研究: 研究では、UPF3B-SがCDH1 mRNAを分解することによりHippo/YAPシグナル経路を間接的に調節するメカニズムを解明しました。
- 臨床応用の可能性: UPF3B-SとHNRNPRはHCC治療の潜在的なターゲットとなり、新しい治療戦略の開発に方向性を提供します。
まとめ
本研究は、多層的な実験設計と深いメカニズム分析を通じて、HNRNPRが媒介するUPF3BスプライシングバリアントがHCC転移において重要な役割を果たすことを明らかにしました。これらの発見は、HCC転移メカニズムの理解を深めるとともに、新しい治療戦略の開発に理論的基盤を提供しました。将来、UPF3B-SとHNRNPRをターゲットとした治療は、HCC患者に新たな希望をもたらす可能性があります。