Role of Src expression and activation in human cancer

Srcキナーゼ活性上昇の影響は、様々なヒト腫瘍細胞株を使ってin vitroの両方で広く研究されている(Budde et al, 1994; Rosenら, 1986; Biscardiら, 1998; Bjorgeら, 1996; Bolenら, 1987a; Cartwrightら, 1989; Weberら, 1992; Lutzら, 1998)とマウスモデル(Biscardiら, 1998; Irbyら, 1999; Muthuswamyら, 1994; Staleyら, 1997; Wienerら, 1999)の両方で、in vitroの研究が行われてきた。 これらのシステムを用いて、研究者は、Srcの活性化様式、腫瘍のイニシエーションおよび進行に対するSrcの影響、細胞の挙動に対するチロシンキナーゼおよびアンチセンス阻害剤の影響について研究してきた。 これらの研究は、多くのシグナル伝達経路に影響を与えるSrcと相互作用するタンパク質の複雑なネットワークを示している。

1980年代初頭以来、Srcキナーゼ活性の増加は、様々な、一見無関係なヒト癌で報告されている。 Srcタンパク質レベルの上昇は多くのがんで確認されているが、タンパク質レベルは特定のプロテインキナーゼ活性を正確に反映していない可能性がある。 このため、タンパク質の特異的な活性を測定するために、外因性基質を用いた信頼性の高いキナーゼアッセイが開発された。 多数の研究の結果は、ヒト腫瘍およびそれらの腫瘍に由来する細胞株におけるSrc特異的活性の増加を反映している(Cartwrightら、1989、1990;Muthuswamyら、1994;Buddeら、1994;Jacobs and Rubsamen、1983;Maoら、1997;Masakiら、1998、2000;Muthuswamy and Muller、1994;Rosenら、1994. 1986; Verbeek et al., 1996)。

乳癌

正常組織の4~20倍高いSrcキナーゼ活性が、ヒト乳腺癌で見出されている(Egan et al, 1999; Jacobs and Rubsamen, 1983; Muthuswamy and Muller, 1994; Muthuswamy et al., 1992; Ottenhoff-Kalff et al., 1986; Verbeek et al.) 同様に、これらの腫瘍に由来する細胞株は、Src活性が最大30倍まで上昇することを示す。 最近のデータでは、この活性の一部は、Tyr 530の脱リン酸化をもたらすホスファターゼの作用に起因する可能性が示唆されている(Eganら、1999)。 Rosenら(1986)は、正常組織と比較してSrcタンパク質レベルが比較的正常な乳癌において、Srcキナーゼ活性が上昇することを報告した。 一方、Verbeekら(1996)は、Src活性の4〜30倍の上昇がSrcタンパク質レベルの上昇を伴うという免疫組織化学的証拠を提示した。 Ottenhoff-Kalffら(1992)は、72/72の乳癌がチロシンキナーゼ活性の増加を示し、その70%がc-SrcまたはSrc様キナーゼに起因することを見出した。

乳腺腫瘍における活性化Srcは、トランスジェニックマウスでよく研究されている。 MMTVプロモーターの制御下でウイルス性ポリオーマ中間T抗原を発現するマウスは、c-Srcキナーゼ活性の上昇を伴う高度に転移性の乳腺腫瘍を生じる(Guyら、1994年)。 Muthuswamyら(1994)は、neu癌遺伝子を過剰発現するマウスもまた、隣接する正常組織よりも6〜8倍高いc-Srcキナーゼ活性を有する乳腺腫瘍を発生することを見いだした。 これらは活性化されたSrcの2つの例であり、1つはウイルスタンパク質が結合してSrcを活性化し、腫瘍を引き起こす例であり、もう1つは受容体チロシンキナーゼがSrc活性化とそれに続く乳腺腫瘍を引き起こす例である。 c-SrcおよびHER1の両方を過剰発現する乳癌細胞株(MDA-MB-468およびMDA-MB-231)を、c-Srcのみを過剰発現する細胞株(MCF7およびZR-75-1)と比較したヌードマウス実験(Biscardiら、1998)により、MDA株を注射したマウスにおいて腫瘍形成性が増加することが明らかにされた。 これは、Srcの活性化がHER1相互作用を介して媒介され得るという仮説を支持する。

結腸癌

c-srcプロトオンコジーンは、ヒト結腸癌の開始および進行、ならびに結果として生じる転移に頻繁に関与している(Bolenら、1987a; Cartwrightら、1989、1990、1994;Talamontiら、1991; Termuhlenら、1993; Weberら、1992)。 Src活性は、結腸腫瘍の大部分において5〜8倍に増加する。 Src活性および関連するYes活性のこの上昇は、前悪性組織(Cartwrightら、1994)および腺腫性ポリープ(Cartwrightら、1990;Penaら、1995)においてさえ生じる、初期の事象である。 活性は、悪性ポリープや、癌の発生リスクが最も高い絨毛変化や高度異形成を含む良性ポリープで高いようである。 Src活性はまた、潰瘍性大腸炎において隣接する非異形成上皮と直接比較した場合、軽度異形成上皮で上昇し(6〜10倍)、癌発生のリスクが最も高い重度の異形成組織でさらに上昇することが判明した(Cartwright et al,

腫瘍の進行におけるSrcの役割は、Src活性が結腸腫瘍の進行とともに増加し、ポリープよりも原発腫瘍で高く、転移性肝臓病変でさらに高いという観察によって痛烈に示されている(Talamontiら、1991年)。 この傾向は、同じ患者からの原発性及び転移性病変の同期した6つの対の試料に反映されている。 Srcタンパク質のレベルは患者によって大きく異なるが、肝転移の活性レベルは、Srcタンパク質のレベルの増加よりも数倍高く、同期の原発腫瘍の活性レベルよりも増加する。 肝外部位への大腸転移で見られる活性化Srcのレベルには、さらなる違いがある(Termuhlenら、1993)。 さらに、腹部、骨盤、胸部への大腸転移では、肝転移に比べ有意に活性が上昇することが示された。 これらのデータは、転移部位がSrcの特異的活性に影響を与えるのか、あるいはSrcの特異的活性が転移病巣の部位に影響を与えるのかという疑問を提起している

結腸癌におけるSrcの影響も、様々な分化状態の結腸癌におけるSrcレベルを調べることにより探求されている。 報告された結果は興味深いものであるが、必ずしも直感的なものではない。 Weberら(1992)は、ヒト大腸腫瘍におけるSrc活性の最高レベルは、中分化から高分化の腫瘍で起こり、低分化の大腸腫瘍ではレベルはかなり正常であると報告し、この所見は、種々の腫瘍細胞株によって支持されている。 Parkら(1993)およびParkとCartwright(1995)は、結腸細胞株および原発性結腸癌の両方で、SrcならびにSrcファミリーキナーゼ、Yesの増加を報告したが、これらの研究は、完全分化細胞でのSrcキナーゼのダウンレギュレーションを示した。 これらの結果は、表面的には、低分化型腫瘍が高分化型腫瘍よりも生物学的に攻撃的であることを知っているだけに、解釈が困難である。

結腸癌におけるSrcの役割は、最近、種々の結腸癌細胞株を注射したヌードマウスモデルを用いて検討されている(Irbyら、1997;Staleyら、1997)。 Staleyら(1997)は、結腸癌細胞株HT 29に、c-Srcの発現を減少させるがc-Yesの発現は減少させないように設計したアンチセンスベクターをトランスフェクションした。 ヌードマウスに注入すると、これらの細胞は、培養で成長した親細胞の減少した増殖速度よりもさらに遅延した増殖速度を有するゆっくりと成長する腫瘍を形成した。 一方、センスベクターで安定的にトランスフェクトした細胞は、培養でもヌードマウスでも野生型HT 29細胞と増殖に差は見られなかった。 ヒト結腸癌細胞における野生型c-Src過剰発現の表現型効果を決定しようとする第2の研究において、野生型細胞の10倍までのc-Srcを発現するc-SrcトランスフェクトKM12C結腸癌細胞をヌードマウスに皮下および移植内注入した(Irbyら、1997年)。 c-Srcの発現量が多い細胞は、野生型細胞よりも急速に成長する腫瘍を形成したが、肝転移は形成されなかった。 興味深いことに、in vitroで培養したトランスフェクション細胞と野生型細胞は、同程度の増殖率を示した。 これら2つの研究から、第一に、Srcとその活性のレベルが、生体内の腫瘍の成長速度を比例して変化させること、第二に、試験管内での成長速度が、必ずしも生体内の細胞の成長速度を反映しないことが示された。 このことは、腫瘍細胞の成長が微小環境に大きく影響されることを示唆しており、おそらく、腫瘍細胞におけるSrc活性が、宿主による腫瘍促進タンパク質の発現に影響を与える可能性を示しているのであろう。 これらの研究はまた、野生型c-Srcの過剰発現のみでは、in vivoでの腫瘍増殖に明らかに影響を与えるものの、転移表現型を誘導するには不十分である可能性があることを実証している<861><2933>膵臓癌<6760><7553>Src活性は、最近膵臓癌において研究されている。 Lutzら(1998)は、膵管癌と膵臓細胞株について、Srcタンパク質レベルおよびキナーゼ活性の上昇を調べた。 Src蛋白質レベルは、13/13の膵臓癌と14/17の膵臓細胞株で上昇した。 キナーゼ活性は癌細胞でのみ検出可能であり、この活性は c-Src および Csk タンパク質レベルのいずれとも相関がなかった。 チロシンキナーゼ阻害剤であるherbimycin Aを用いたさらなる研究により、Src活性が膵臓腫瘍細胞の成長を促進するのに役立っていることが示された。 Srcが膵臓腫瘍の成長を促進する方法の1つは、Flossmann-Kastら(1998)によって示唆された。 このグループは、Srcが細胞あたりのインスリン様成長因子受容体(IGF-R)分子の数を増加させ、IGF依存性の成長を促進することを見いだした。 膵臓発癌のラットモデルに基づいた別の研究(Visserら、1996年)において、Srcキナーゼ活性の増加は、膵臓に存在する病変の数と正の相関があった。 この活性の増加は、c-Srcタンパク質の核への再局在化を伴っており、遺伝子調節におけるSrcの役割を示唆している。

その他の癌

肺(50-80%)(Mazurenkoら、1992)、神経(23/27神経芽腫、3/3網膜芽腫)(Bjelfmanら、, 1990; Bolenら、1985)、卵巣(Buddeら、1994;Wienerら、1999)、食道(バレット食道で3〜4倍、腺癌で6倍の活性上昇)(Kumbleら、1997)および胃癌(Takeshimaら、1991)、ならびにメラノーマ(Bjorgeら、1996)およびカポジ肉腫(Munshiら、2000)であった。 SrcファミリーキナーゼLck、Lyn、およびFgrは、同様に、白血病細胞の増殖中に活性化されることが示されている(Abtsら、1991)(Daiら、1998;Danhauser-Riedlら、1996;Roginskayaら、1999)<861>。

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