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Synthetic miR-143 Inhibits Growth of HER2-Positive Gastric Cancer Cells by Suppressing KRAS Networks Including DDX6 RNA Helicase

徳丸, 剛久 岐阜大学

2020.04.15

概要

【背景と目的】
進行再発胃癌の予後は今なお不良で，年間約 72,000 人の胃癌関連死を認める。一方，HER2は癌遺伝子 EGFR ファミリーの一つであり，胃癌では約 20%の症例が陽性である。HER2 陽性胃癌に対する標準治療として，抗 HER2 薬であるトラツズマブが投与されている。しかし，細胞増殖促進シグナルである PI3K/AKT 経路の亢進によるトラツズマブ耐性，あるいは同じく細胞増殖シグナル ERK 経路の恒常活性化による胃癌の浸潤・転移が生じるため，これら細胞増殖促進シグナルのコントロールが，HER2 陽性胃癌に対する治療戦略として重要である。

マイクロ RNA(miR)は翻訳阻害によって標的遺伝子制御を行っているが，miR-143 は癌抑制遺伝子としての機能も有している。以前我々の研究グループでは，結腸直腸癌に対する合成 miR-143 の抗腫瘍効果と KRAS シグナルの抑制効果を明らかにした。また， Human DEAD/H- box に属し RNA ヘリカーゼ である DDX6 が，胃癌細胞における転写後レベルで HER2 発現亢進に関与していることも明らかにした。本研究では，HER2 陽性胃癌における miR-143 の意義，DDX6－HER2-KRAS-AKT/ERK シグナルネットワークに対する miR-143 の作用，合成 miR-143の抗腫瘍効果と治療応用の可能性を検討するため，以下の実験を行った。

【方法】
①胃癌細胞株における miR-143，HER2，KRAS とエフェクター分子の発現状況の確認
胃癌細胞株(MKN-7，MKN-45，MKN-74，KATO-III，SNU-16)における miR-143 の発現を，定量的リアルタイム-PCR(qRT-PCR)にて解析した。さらに，HER2，KRAS，SOS1，AKT，ERK1/2 タンパク質の発現はウエスタンブロット法(WB)を用いて確認した。

②合成 miR-143 導入および KRAS-siRNA ノックダウンによる細胞増殖への影響の検討
MKN-7 および KATO-III（miR-143 低発現株）に合成 miR-143 を導入後，トリパンブルー色素排除試験法にて細胞増殖抑制を判定した。miR-143 標的遺伝子(DDX6)とエフェクター分子（HER2，KRAS，SOS1，AKT，ERK1/2)の発現は，WB，qRT-PCR にて確認した。合成 miR-143と DDX6 遺伝子の結合は，DDX6 野生型および変異型配列を組み込んだベクターを MKN-7 に導入し，ルシフェラーゼレポーターアッセイにて評価した。

③In vivo での合成 miR-143 の抗腫瘍効果の検討(ヌードマウスアッセイ)
KATO-III 細胞を移植したヌードマウスに，合成 miR-143 投与群を投与し抗腫瘍効果を検討した。

【結果】
①定常状態において，HER2 増幅細胞株の MKN-7 と FGFR2 増幅細胞株の KATO-III では，HER2とエフェクター分子である KRAS,AKT，ERK1/2 の発現が亢進していた。一方で両細胞株とも，miR-143 の発現は顕著に低下していた。

②合成 miR-143 導入により，MKN-7，KATO-III の約 50%の細胞増殖抑制効果を認めた。また，標的遺伝子 KRAS，AKT, ERK1/2 のタンパク質レベルでの発現低下を認めた。ルシフェラーゼレポーターアッセイにて DDX6 野生型では miR-143 が結合し，ルシフェラーゼ活性が 40%に低下したが，変異型では活性の低下を認めなかった。MKN-7，KATO-III への合成 miR-143 強制発現により HER2 タンパク質発現は抑制された。

③ヌードマウスアッセイでは，最終腫瘍体積はコントロール群と比較して，合成 miR-143 投与群において有意に縮小した(P ＝0.03）。

【考察】
本研究で，HER2 陽性胃癌に対する合成 miR-143 の抗腫瘍効果が明らかとなった。MiR-143はHER2 陽性胃癌において増殖シグナルであるAKT 経路およびERK 経路を抑制することから，胃癌の増殖抑制因子と考えられる。導入 miR-143 は DDX6 に直接結合して HER2 の発現抑制することも確認した。これらの結果は，合成 miR-143 が HER2 陽性胃癌に対する治療戦略の一つとなりうることを強く示唆している。

【結論】
miR-143 は，DDX6 を含む KRAS ネットワークを系統的に抑制し，胃癌の細胞増殖を負に制御していることが明らかとなった。また，合成 miR-143 投与は HER2 陽性胃癌に対して抗腫瘍効果を示した。

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