●がん転移研究の新しい展開―分子研究から臨床へ―［ I ］転移関連分子研究から創薬へ

2．新しい MMP 制御因子 RECK のがん転移および血管新生における役割
野田亮＊

細胞外マトリックス（ECM）は，ほ乳動物においては最も豊富なタンパク質性成分であり，発生期には，細胞増殖に応じたリモデリングを繰り返しつつ個体の成長と形態形成をサポートする．ECM リモデリングに関わる中心的な細胞外タンパク質分解
酵素群 matrix metalloproteinase（MMP）
ファミリーは，腫瘍における浸潤・転移や血管新生においても重要な役割を果たすことが示されている．われわれは，活性化RAS によるトランスフォーメションを抑制する遺伝子を探索する中で，膜結合型MMP インヒビターをコードし，細胞がん化に伴って発現が低下する新規遺伝子
RECK を見出した．酵素学的実験，がんにおける強制発現実験およびノックアウトマ
ウス実験の結果は，RECK タンパク質が複数の MMP を阻害し，血管新生とがんの浸潤・転移の抑制に深く関与することを示唆している．

Roles of the novel MMP regulator RECK in tumor metastasis andangiogenesis
MAKOTO NODA Molecular Oncology, Kyoto University Graduate School of Medicineのだ・まこと：京都大学大学院医学研究科分子腫瘍学教授．昭和56年慶應義塾大学大学院医学研究科修了．昭和60年理化学研究所研究員．平成３年癌研究会癌研究所ウイルス腫瘍部部長．平成６年現職．
主研究領域／分子腫瘍学，神経生物学．
＊

12 第 119 回日本医学会シンポジウム

Key words

細胞外マトリックス
コラーゲン
がん遺伝子
血管平滑筋細胞RECK mRNA の発現が広く認められるが，ヒト線維肉腫由来細胞株 HT1080 はじめ多くの1．背景がん由来細胞株では発現が著しく低下してい正常細胞とがん細胞を融合させるとしばしる．興味深いことに，NIH3T3 に FOS ，MYC ，

ば正常なハイブリッド細胞が生ずるというこSRC ，FMS ，
FES ，
MOS などの RAS 以外のがとが 1960 年代から知られており，このようん遺伝子を導入して悪性転換した細胞でも，な観察に基づいて「がん抑制遺伝子」というやはり RECK 遺伝子の発現低下がみられた．

1）

概念が提唱された ．1980 年代前半には，培すなわち，RECK 遺伝子は細胞悪性化に伴っ養マウス線維芽細胞株（NIH3T3）を悪性転換て一般的に発現が低下する遺伝子と考えられ（トランスフォーム）する活性を持つがん細胞

る．RAS による発現低下には，RECK 遺伝子由来遺伝子の探索が進められ，変異型 RASの転写開始点直下に存在する Sp1 結合配列2）などのがん遺伝子が発見された ．われわれが関与する8）．これらの知見から，RECK はは，1985 年頃からこの RAS がん遺伝子の作RAS を含む細胞がん化シグナルの標的とし用機構解明およびがん抑制遺伝子の実体解明て負の制御を受けていること，また，トランを目指して，変異型 RAS 遺伝子で悪性転換しスフォームした細胞内で RECK を強制発現た NIH3T3 細胞（DT 株）を正常復帰させる遺させると悪性形質（形態）の抑制がみられるこ伝子の探索を続けてきた．すなわち，正常ヒとから，RECK の発現低下は悪性転換に必須

ト線維芽細胞由来の遺伝子ライブラリーであることが分かった．

;（cDNA 発現ライブラリー）
を DT 細胞に導入

RECK 遺 伝 子 cDNA の 塩 基 配 列 か ら，し，形態が扁平となったコロニー（フラット・RECK タンパク質は 971 アミノ酸残基の前駆リバータント）
を単離し，ここから正常復帰誘体として翻訳され，糖およびイノシトールリ導活性を持った遺伝子クローンを回収するとン脂質（GPI）による修飾を受け，細胞表面に3）いう試みである ．この方法によって得られた 4 種の遺伝子を解析した結果，2 種の細胞結合して存在するものと考えられたが（図1），これらの予測は実験的にも確かめられ;;内タンパク質［RAS ファミリー G タンパク質

た7）．RECK タンパク質は，カルボキシル末端（Krev-1 Rap1A4））およびホメオボックスタン

側 に 3 個 の セ リ ン・プ ロ テ ア ー ゼ（SPI）
モ5）

パク質（MSX-2 ）断片］と 2 種の細胞外タンパ
6）

7）

チーフを持つ．とくに最初の SPI モチーフ
（Kク質分解酵素阻害分子（TFPI-2 ，RECK ）を1）は，Kazal 型と呼ばれる配列の特徴を持つコードする遺伝子であることが分かった．本が，その P1 部位が酸性アミノ酸（アスパラギ

稿では，これらのうち，最近解析の進んだン酸）であるという点においてユニークであRECK 遺伝子の性質について概説する．

る．

2．RECK 遺伝子および RECK タンパク質の特徴

RECK 遺伝子は NIH3T3 細胞では 4.6 kb のmRNA として発現されているが，悪性転換した DT 細胞ではほとんど発現されていない．
同様にヒト線維芽細胞やヒト正常組織では

1

200

400

hydrophobicEGF-like

図1600;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;
;;

800

971

6-cys repeat;;;;;;;;; SPI-like

RECK タンパク質の構造

がん転移研究の新しい展開―分子研究から臨床へ― 13

active
MMP-2

pro-MMP-9

RASがん遺伝子

intermediateMMP-2

RECK

正常線維芽細胞pro-MMP-2

ECMタンパク質の発現低下
インテグリン発現の低下
MMPの発現亢進
＞膜結合型MMP阻害因子（RECK）の発現低下

TIMP-2
MT1-MMP

図2

RECK は 3 つ の MMP フ ァ ミ リ ー 分 子を制御する

基質接着の低下図3

悪性転換における細胞―基質間接着低下のメカニズム

組換え体タンパク質を用いた試験管内実験

では，浸潤能（マトリゲル浸潤アッセイ）
およに よ っ て，RECK は，MMP-2，MMP-9，MT1-び転移能（尾静脈接種→肺コロニー形成能；

MMP という 3 種のマトリックス・メタロプ

皮下接種→リンパ節転移能）が著しく抑制さロテイナーゼ（MMP）の活性を阻害することれることが分かった．また，これらの腫瘍細が示された．また，RECK を強制発現させた胞をヌードマウスの皮下に移植した場合，移HT 1080 細胞の培養上清中では，pro-MMP-9植部位での増殖は一見順調であるが，宿主動と活性型 MMP-2 の量が著しく低下する（図物の生存期間が有意に延びることが観察され

2）．これら 3 つの MMP については，いずれもた．組織化学的解析の結果，コントロール腫がんの進行に伴って発現が亢進するという事

瘍では血管分枝がさかんに起こっており，が例が報告されている．また，これらの MMP

んの増殖に伴って組織内の血管密度がほぼ一は，コラーゲン分解酵素としてがんの浸潤・定に保たれるのに対し，RECK 発現腫瘍では転移や腫瘍血管新生に関与することも明らか

血管の分枝が起こらず内腔増殖が起こるたにされてい る．RECK は 正 常 細 胞 の 表 面 にめ，血管密度がしだいに低下し，その結果，あって，これらの MMP の活性を同時に制御

血管周囲以外の大量の細胞に壊死がみられしているものと思われる．したがって，がんた．

遺伝子が RECK の発現を低下させると，これRECK 遺伝子の生理機能にさらに洞察をらの MMP が一挙に活性化され，細胞外マト加えるために，RECK 遺伝子欠損マウスを作

リックス（ECM）
タンパク質やその受容体（イ成したところ，ホモ接合体は胎生 10.5 日齢ごンテグリン）の発現低下とあいまって，細胞―ろに腹部内出血を伴って死亡することが分基質間接着を弱め，これが悪性形質発現の一かった．この時期の野生型胎児では，RECK翼を担うものと推測される（図 3）．

は平滑筋細胞において高く発現されている．
CD31 抗 体 に よ る 血 管 内 皮 細 胞 の 染 色 像 か3．RECK 遺伝子の生物活性

ら，変異マウスでは血管発生の初期段階（vasculogenesis）は進んでいるが，血管分枝を伴うRECK 遺伝子を強制発現させた HT1080 細次の段階（angiogenesis）がうまく進行してい胞およびマウス・メラノーマ細胞（B16-B16）

ない可能性が示唆された．また，変異マウス

14 第 119 回日本医学会シンポジウム

実験系
マウス胎児：

RECK−/−

遺伝子導入HT1080細胞：

野生型

ベクター

RECK

RECKの発現周囲の組織：RECK（−）RECK（low）

RECK（high）

血管：

RECK（−）RECK（＋）RECK（＋）

未熟な血管

活発な分枝

分枝不良

表現型

図4

RECK の発現が血管形成におよぼす影響

では，MMP-2 の活性化が亢進し，繊維状コべて高い肝がん症例では患者の生存率が有意

ラーゲンの著しい減少がみられた．これらのに高いという知見を得ている9）．今日，合成観察から，RECK は血管平滑筋周囲の細胞外MMP 阻害剤による新しい概念に基づくがんマトリックスを保護することによって血管を治療研究が進められているが，副作用等の問安定化させ血管分枝を可能とするが，血管周題点も指摘されている10）．がんで発現が落ち囲の組織に過剰の RECK が発現された場合る細胞表面タンパク質 RECK は，がん治療へには，分枝はかえって妨げられるものと考えの応用という観点からもさまざまな可能性をられた（図 4）．

秘めた大変興味深い分子と言えよう．

4．展望

謝辞
本研究の一部は文部省科学研究費特定領域研究の内 在 性 の MMP 阻 害 因 子 と し て は す で に助成によって行われた．また，本研究は，高橋智聡，TIMP ファミリーが知られているが，これら

Oh Junseo，Regina M. Sasahara，近藤俊哉，高橋玲，は分泌性タンパク質であり，欠損マウスでも荒川力，清木元治，糸原重美の各氏の貢献に負うとこ

RECK の場合ほど顕著な表現型は観察されろが大きい．ここに深謝申し上げる．ていない8）．ヒトがんにおける RECK の役割解明は今後の課題であるが，古元，有井，今村らはすでに，RECK の発現が非がん部に比がん転移研究の新しい展開―分子研究から臨床へ― 15をお願いいたします．

〔文献〕
1）Harris H, Miller OJ, Klein G, et al . : Suppression of malignancy by cell fusion. Nature 1969 ; 223 : 363―368.
2）Weinberg RA : Oncogenes of spontaneous and chemically induced tumors . Adv Cancer Res 1982 ; 36 :149―164.
3）Noda M, Kitayama H, Matsuzaki T, et al . : Detection ofgenes with a potential for suppressing the transformed phenotype associated with activated ras genes. Proc Natl Acad Sci USA 1989 ; 86 : 162―166.
4）Kitayama H, Sugimoto K, Matsuzaki M, et al . : A rasrelated gene with transformation suppressor activity.
Cell 1989 ; 56 : 77―84.
5）Takahashi C, Akiyama N, Matsuzaki T, et al . : Characterization of a human MSX-2 cDNA and its fragmentisolated as a transformation suppressor gene against
v-Ki-ras oncogene. Oncogene 1996 ; 12 : 2237―2164.
6）Izumi H, Takahashi C, Oh J, et al . : Tissue factor pathway inhibitor-2 suppresses the production of active
matrix metalloproteinase-2 and is down-regulated incells harboring ativated ras oncogenes . FEBS Lett
2000 ; 481 : 31―36.
7）Takahashi C, Sheng Z, Horan TP, et al . : Regulation ofmatrix metalloproteinase-9 and inhibition of tumor invasion by a novel membrane-anchored glycoprotein
RECK. Proc Natl Acad Sci USA 1998 ; 95 : 13221―
13226.
8）Brew K, Dinakarpandian D, Nagase H : Tissue inhibitors of metalloproteinases , evolution , structure andfunction. Biochim Biophys Acta 2000 ; 1477 : 267―
283.
9）Furumoto K, Arii S, Mori A, et al . : RECK gene expression in hepatocellular carcinoma : Correlation
with invasion-related clinicopathological factors andits clinical significance. Hepatology 2001 ; 33 : 189―
195.
10）Hidalgo M, Eckhardt SG : Development of matrix metalloproteinase inhibitors in cancer therapy . J NatlCancer Inst 2001 ; 93 : 178―193.

曽根三郎（徳島大） 一つお聞きしたいのですが，がんが浸潤する過程で MMP-2，MMP-9が非常に重要ですが，ホスト側細胞から出てくる，たとえば炎症細胞などから産生されるMMP-2，MMP-9 も，がんの浸潤で非常に重要な役割を果たしていますね．先生がいわれた
RECK 蛋白というのはがん細胞自体が発現してくる MMP-2，MMP-9 だけでなくて，宿主側のほうにも抑制的に働くのでしょうか．
野田

宿主側の細胞が出す MMP も，結局は が ん 周 囲 の ECM を 分 解 す る こ と に よ って，細胞の通り道を作ったり，そこにトラップされているサイトカインを解放するのではないでしょうか．もしそうだとすると，全てのがん細胞に RECK が発現されていれば，その表面でのローカルな ECM の分解は起こり難くなり，浸潤や血管新生も起こり難くなるのではない か と 思 い ま す．生 理 的 に RECKが細胞外に放出されるかというと，そのような証拠は今のところ得られておりません．実験的には，膜にアンカーするドメインを欠失させた可溶化型組換え体 RECK タンパク質も浸潤能を抑制するというデータはあります．
座長

先生が今いわれたあとの点ですが，RECK を recombinant 蛋白として発現して，フリーな分子をたとえば細胞培養に添加したら，RAS の transform 細胞はやはり reversionを起こすのですか．
野田

形態に関してはあまりしっかりやっておりませんが，浸潤 assay に入れた時は効くということはわかっています．

質疑

応

答

座長

そうしますと，必ずしも transfectionを し な く て も，recombinant 蛋 白 を 作 っ て
座長（成宮） 野田先生，どうもありがとう

やって，外から infusion することによって，浸ございました．新しい制御因子 RECK のがん

潤，転移が防げるかもしれないということでと発生における役割についてお話しいただきすね．

ました．ただいまのご講演にご質問，ご討論

野田

16 第 119 回日本医学会シンポジウム

ただそういう分子というのは，TIMP

とか，あるいはすでに MMP inhibitor がいく

cal には確かにがんの形態が変化し，がん細胞つかありますので，そういうものよりまさるに特徴的な形態が正常細胞に近くなるのです

かどうかということはわかりません．ですかが，そのことがその他のがん細胞の形質をど

らこの分子に関しては，細胞表面に局在してのくらい変え得るのか，たとえば細胞間接着いるということに大きな意味があるだろうとと細胞外基質間接着はクロストークするといいうふうに考えているわけです．

うようなこともいわれていますが．

座長

もう一つ伺いたいのですが，今日のお話のように，細胞外基質とがん細胞との関係を改善してやることによって morphologi-

野田

細胞間接着については調べておりませんが，今後の重要な課題と考えています．
座長

どうもありがとうございました．

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