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膵癌においてRal GTPase-activating protein (RalGAP)の発現低下は腫瘍形成や転移・浸潤能を促進する

吉町 信吾 東北大学

2020.03.25

概要

背景:低分子量 GTP(guanosine triphosphate)結合蛋白質 Ras(rat sarcoma)の変異は、膵癌発症に大きく関与している。Ral(Ras like)は Ras ファミリーのメンバーであり、Ras の主要 な下流情報伝達経路を担う。Ral はExocyst 複合体や RalBP1(Ral-binding protein 1)など いくつかの下流のシグナルを介して、エンドサイトーシスやエクソサイトーシス、細胞増殖や 細胞骨格形成などに関与している。他の低分子量 GTP 結合蛋白質(small GTPase)と同様に、Ral はGTP 結合型が活性型で、GDP(guanosine diphosphate)結合型が不活性型である。活性化反応は GDP/GTP 交換因子 (guanine nucleotide exchange factor:GEF)、不活性化反応は GTPase 活性化因子(GTPase-activating protein:GAP)によって担われる。RalGEF のいくつかは Ras の直接の下流分子であり、Ras によって活性化される。RalGAP は触媒サブユニットであるα1 またはα2 と、共通サブユニットであるβからなるヘテロ複合体である。膵癌における Ral の重要性に関する報告は散見されているが、RalGAP の役割や Ral の活性上昇が膵癌に与える影響についてはほとんど明らかになっていない。

目的:膵癌における RalGAP の役割や、Ral の活性上昇が膵癌に与える影響について解析する。

方法:膵癌細胞株にて RalGAPβの発現を CRISPR-Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats – CRISPR associated proteins 9)を用いてknockout し、Ral の活性や増殖・浸潤・転移能を in vitro および in vivo にて評価する。

結果:膵癌細胞株では、RalGAPβの knockout によって Ral の活性は上昇した。in vitro での解析では、細胞遊走制御に重要な Rac1 やCdc42 の活性上昇、filopodia 形成など細胞の形態学的な変化、および遊走能や浸潤能の上昇を認めた。免疫不全マウスへの皮下移植実験、および脾臓注入による肝転移実験を行ったところ、RalGAPβの knockout は移植巣の腫瘍増大および転移促進を引き起こした。

考察:RalGAPβのknockout によりRal の活性が上昇したことが、膵癌細胞で腫瘍成長や浸潤・転移を促進したと考えられた。

結語:膵癌細胞における RalGAP の発現低下による Ral の活性化は、in vitro における遊走能・浸潤能、iv vivo における腫瘍形成・転移に重要な役割を果たしている可能性がある。

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