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HUNKサブファミリー

ホルモン誘導性ニューロン関連キナーゼ(Hunk)は、当初マウス乳腺で同定されたプロテインキナーゼであり、ヒト上皮成長因子受容体2(HER2++/ErbB2+)陽性乳癌細胞株およびMMTV-neu由来乳腫瘍細胞株で過剰発現していることが報告されている。しかし、同定以降、Hunkの生理学的作用は不明な点が多い。HunkはSNF1/AMPKプロテインキナーゼファミリーと相同性を有し、セリン/スレオニン(Ser/Thr)プロテインキナーゼであることが示唆されるものの、現時点までに既知のHunk基質は同定されていない。近年の研究により、HunkはHER2+/ErbB2+乳癌の進展に関与し、HER2/ErbB2阻害薬に対する耐性にも寄与することが示されており、HER2/ErbB2およびPI3K/Akt経路の下流で機能する可能性がある。これらの知見を総合すると、shRNAによるノックダウンや、MMTV-neuあるいはPten欠損を有する遺伝子改変マウスモデル、ならびに異種移植腫瘍モデルにおいて、Hunkが乳腫瘍形成促進に重要な役割を果たすことが示されている。Hunk欠損(Hunk-/-)背景への導入は、生体内における乳腫瘍増殖に対する障壁となる。HER2+/ErbB2+乳癌患者の多くがHER2/ErbB2阻害薬に対する獲得耐性を呈することから、Hunkのような新規薬剤標的の特性解析は、腫瘍形成の抑制と既存治療の有効性向上を同時に達成し得る可能性があり、医薬品開発上の重要な論点である。したがって、Hunkに対する特異的な制御機能の解明を目的とした研究は、腫瘍形成および薬剤耐性における本プロテインキナーゼの役割理解に資する可能性がある。 序論 ホルモン誘導性ニューロン関連キナーゼ(Hunk)はセリン(Ser)/スレオニン(Thr)プロテインキナーゼであり、発生過程のマウス乳腺に由来する乳腺上皮腫瘍細胞を同定するスクリーニングにより見出された。対象となったプロテインキナーゼは、MMTV-neu、MMTV-wnt(int2)、MMTV-myc、MMTV-rasといった遺伝子改変マウスモデルに由来するものである。同年、乳腺でHunkが同定され、当該プロテインキナーゼのマウスおよびヒトホモログがクローニングされ、ヒト遺伝子は染色体21q22.11にマッピングされた。HunkはHunk遺伝子にコードされる約80 kDaのタンパク質である。SNF1/AMPKプロテインキナーゼファミリーのメンバーと複数の相同領域を有し、SNF1ホモロジードメイン(SNH1)と呼ばれる小領域を含むC末端側の触媒ドメイン近傍領域を備える。SNF1/AMPKプロテインキナーゼファミリーは、代謝、増殖、分化、生存、遊走、浸潤における既知の役割を有し、多くの癌種で発現している。しかし、Hunkがこれらの過程に関与するかどうかは、依然として十分に解明されていない。 Hunkの細胞内機能 現時点までに、Hunkの細胞内機能は不明な点が多い。HunkのキナーゼドメインはAMPKファミリーのプロテインキナーゼと高い相同性を有し、Ser/Thr残基に特異的であると考えられるが、Hunkに対するコンセンサスリン酸化配列や真の基質は同定されていない。これに対し、Hunkのプロテインキナーゼ活性を評価する多くの実験では、触媒不活性変異体のHunkを直接用い、その発現がタンパク質局在やタンパク質間相互作用を変化させるか否かを検討している。 Hunkは乳腺発生を制御する Hunkに関する初期の研究の一つは、妊娠に伴う変化により誘導される乳腺発生における役割に焦点を当てたものである。この研究でGardnerらは、妊娠初期後、あるいは卵巣摘出マウスに対する17β-エストラジオールおよびプロゲステロン投与による刺激後に、乳腺上皮細胞においてHunk発現が上方制御されることを見出した。これは、Hunkが妊娠時の卵巣ホルモンにより制御され得ることを示した最初の報告である。エストロゲンおよびプロゲステロンは乳腫瘍形成の病因において確立された役割を有するため、これらの観察は乳癌にも拡張し得ると考えられるが、これらホルモンがHunkに及ぼす影響はこれまで評価されていない。興味深いことに、MMTV-HunkマウスにおけるトランスジェニックHunkの過剰発現は、肺胞(腺房)発達障害およびそれに続く授乳障害をもたらし、妊娠後期における上皮細胞の増殖および分化の低下を伴った。これは、Hunkが妊娠誘導性の乳腺変化に対して時間依存的な制御作用を有することを示唆する。エストロゲンおよびプロゲステロンは、それぞれ思春期の上皮細胞増殖および妊娠期の肺胞分化に必須であることから、これらホルモンが下流でHunkを制御し、エストロゲン誘導性の乳腺増殖に寄与する可能性がある。しかし、その後のHunk-/-マウスを用いた研究では、妊娠中の増殖変化は報告されていない。 Hunkと乳癌転移 Hunkは転移における役割も示されている。しかし、Hunkが転移促進因子であるのか、あるいは転移抑制因子であるのかは明確ではない。Wertheimらの予備的報告では、MMTV-myc乳腫瘍モデルをHunk-/-背景で解析し、Hunkはmycプロトオンコジーンにより誘導される乳腫瘍形成に必須である一方で、MMTV-mycマウスでは腫瘍の肺転移に野生型Hunkが必要であり、Hunk-/-マウスと比較してHunk野生型マウスの方が転移しやすいことが示された。本研究はさらに、Hunkのキナーゼ活性がmyc誘導性乳腫瘍転移に必要であることも示した。例えば、Hunkキナーゼ不活性変異体を発現するMMTV-myc由来乳腫瘍細胞は、野生型Hunkを発現する細胞と比較して、生体内での肺転移が有意に少なかった。In vitroの遊走アッセイでも生体内転移の所見が確認され、Hunkのキナーゼ活性がmyc誘導性乳腫瘍の遊走および浸潤にも必要であることが示された。 参考文献:
  1. Wertheim, G.B; et al. he Snf1-related kinase, Hunk, is essential for mammary tumor metastasis. Proc Natl Acad Sci U S A, 2009. 106 (37): p. 15855-60. 5.