本文根據神戶大學成果發佈編譯整理而成
神戶大學在東京大學研究生院醫學系研究科國際保健學專業的藤本明洋教授的協助下,透過與藤田醫科大學、大阪大學、東北大學、宮城縣立癌症中心、姬路市、大阪市立綜合醫療中心、岐阜大學、大阪醫科大學和四日市看護醫療大學等衆多研究團隊合作,全球首次發現,正常的胰腺細胞(培養的人胰管上皮細胞)表達(P)RR的話,會導致基因體變得不穩定,也就是說,會發生基因和染色體異常,變成具有癌症性質的細胞。
研究團隊此次發現,使人的胰管上皮細胞表達(P)RR時,細胞變成了癌細胞的形態,而這種變化伴隨着整個染色體的大量基因和染色體異常。
另外研究還發現,DNA的克隆和開墾,以及端粒的延伸等「保持DNA完整的功能」全部出現問題。研究團隊實際爲免疫缺陷小鼠移植大量表達(P)RR的人胰管上皮細胞後也應答會形成腫瘤。
以上結果強烈表明,(P)RR與胰腺癌的發病有根本性關係,因此,目前香川大學醫學部藥理學教室正在開發靶向(P)RR的癌症新冶癒方法和診斷方法。
研究背景
衆所周知,胰腺癌是最難冶癒的癌症。胰腺癌由於基因體不穩定,很多基因和染色體會發生異常,這被認爲是難以冶癒的終極因數。另一方面,此前已知(P)RR是作爲與高血壓等有關的腎素-血管收縮素系統的一部分工作的,但研究團隊在先行研究中發現,胰腺癌中的(P)RR表達增加,而且與癌症的進展有關。另外,在先行研究中還偶然發現,(P)RR的表達在癌變之前的癌前病灶階段就已經開始增加。因此,研究團隊認爲,正常胰腺細胞中的(P)RR表達增加可能會引起癌症中出現的基因體不穩定,即基因和染色體會發生異常,所以決定推進該研究。
研究結果
1)(P)RR表達增加後,正常胰腺細胞開始出現癌細胞的特性
胰管上皮細胞癌變的話就會變成胰腺癌。因此,研究團隊進行了基因誘導,使培養的人正常胰管上皮細胞(HPDE-1/E6E7)始終過度表達(P)RR(Fig.1A)後發現,正常細胞會變成癌症中出現的大小不一、形狀不規則的細胞核和細胞(Fig.1B及1C)。
Fig.1:正常細胞中的(P)RR表達增加後,會發生細胞異型
A : (P)RR表達細胞的示意圖
B : (P)RR表達細胞的細胞大小變得雜異化和巨大化。比例尺:200μm
C : (P)RR表達細胞中出現雜異化的細胞核,發生染色體異常。比例尺:25μm
2)正常胰腺細胞中的(P)RR表達增加後,基因體變得不穩定
因此,研究團隊利用新一代測序儀對基因和染色體進行了比較。由此發現,(P)RR大量表達的話,會導致整個染色體的基因體都變得不穩定,即大量基因和染色體都會發生異常(Fig.2)。也就是說,可能會像癌症那樣,導致基因和染色體無法正常工作。
Fig.2:(P)RR表達細胞的基因體變得不穩定
A:在(P)RR表達細胞中,體細胞突變數量約增加6.5倍。
B:在(P)RR表達細胞中,染色體結構突變數量約增加8.8倍。
3)(P)RR大量表達的話會變成腫瘤
使培養的正常人胰管上皮細胞表達(P)RR的話,細胞的增殖速度會加快(Fig.3A)。另外,將其移植到免疫缺陷小鼠的腎臟中後,形成了含有異型細胞(癌症的特徵)的腫瘤(Fig.3B)。這些結果表明,(P)RR是形成胰腺癌的主要因素之一。
Fig.3:表達(P)RR的細胞羣形成癌組織。
A:在18天的培養時間内的正常細胞和(P)RR表達細胞的細胞數量。顯示的數值爲平均值±標準誤差(N=3)。*P<0.05 vs. 正常細胞
B:(P)RR表達細胞中形成了由異型細胞構成的癌組織。比例尺:50μm
結論
此次的研究表明,正常胰腺中的(P)RR表達增加後,基因體會變得不穩定,即基因和染色體會發生異常,可能引發癌症。該研究成果提供了有力的證據證明可將(P)RR作爲開發胰腺癌冶癒方法和診斷藥物的有效靶分子使用,今後有望開發新的診斷和冶癒方法。
論文資訊
題目:Aberrant (pro)renin receptor expression induces genomic instability in pancreatic ductal adenocarcinoma through upregulation of SMARCA5/SNF2H
期刊:Communications Biology
DOI:10.1038/s42003-020-01434-x
日文發佈
編譯:JST客觀日本編輯部