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医学部 医学科 病理学講座腫瘍・再生病態学分野 |
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助教 |
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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Yamashita F., Kaieda T., Shimomura T., Kawaguchi M., Lin C.Y., Johnson M.D., Tanaka H., Kiwaki T., Fukushima T., Kataoka H.
FEBS Journal 289 ( 12 ) 3422 - 3439 2022年6月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：FEBS Journal
Hepatocyte growth factor activator inhibitor-1 (HAI-1, also known as SPINT1) is an inhibitor of matriptase, a type-2 transmembrane protease widely expressed in epithelial cells. HAI-1 also functions as a chaperone to maintain the processing and localization of matriptase required for epithelial integrity. However, mechanisms underpinning the chaperone function remain to be elucidated. Here, we show that the first Kunitz domain (KD1) and the adjacent polycystic kidney disease (PKD) domain-like internal domain of HAI-1 are essential for the chaperone function. In HEK293T cells, which do not express endogenous HAI-1 or matriptase, forced matriptase overexpression was unsuccessful unless sufficient HAI-1 was co-expressed. Among mutant HAI-1 constructs, HAI-1 with inactivation mutation in KD1 (HAI-1mKD1) or HAI-1 lacking the PKD domain (HAI-1dPKD) was unable to support matriptase expression, and neither mutant formed a complex with activated matriptase. Matriptase did not localize to the cell surface when co-expressed with HAI-1dPKD. Moreover, HAI-1dPKD accumulated in the cytoplasm of HEK293T and HaCaT cells rather than localizing to the cell surface, presumably due to misfolding as judged by altered antibody recognition. On the other hand, activationlocked and activity-incompetent matriptase were stable and readily overexpressed and localized to the cell surface without HAI-1. Therefore, the observed matriptase instability was caused by its own catalytic activity in the absence of inhibitory HAI-1. The matriptase chaperone function of HAI-1 is thus mediated primarily by the inhibition of undesired intracellular matriptase activity, and the PKD domain is essential for the proper folding and trafficking of inhibitory HAI-1 and its chaperone function.
DOI： 10.1111/febs.16348
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Izumi A., Yamamoto K., Kawaguchi M., Yamashita F., Fukushima T., Kiwaki T., Tanaka H., Yamashita Y., Kataoka H.
Cancer Science 113 ( 6 ) 2179 - 2193 2022年6月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Cancer Science
Hepatocyte growth factor (HGF) activator inhibitor type-1 (HAI-1), encoded by the SPINT1 gene, is a transmembrane protease inhibitor that regulates membrane-anchored serine proteases, particularly matriptase. Here, we explored the role of HAI-1 in tongue squamous cell carcinoma (TSCC) cells. An immunohistochemical study of HAI-1 in surgically resected TSCC revealed the cell surface immunoreactivity of HAI-1 in the main portion of the tumor. The immunoreactivity decreased in the infiltrative front, and this decrease correlated with enhanced lymphatic invasion as judged by podoplanin immunostaining. In vitro homozygous deletion of SPINT1 (HAI-1KO) in TSCC cell lines (HSC3 and SAS) suppressed the cell growth rate but significantly enhanced invasion in vitro. The loss of HAI-1 resulted in enhanced pericellular activities of proteases, such as matriptase and urokinase-type plasminogen activator, which induced activation of HGF/MET signaling in the co-culture with pro-HGF-expressing fibroblasts and plasminogen-dependent plasmin generation, respectively. The enhanced plasminogen-dependent plasmin generation was abrogated partly by matriptase silencing. Culture supernatants of HAI-1KO cells had enhanced potency for converting the proform of vascular endothelial growth factor-C (VEGF-C), a lymphangiogenesis factor, into the mature form in a plasminogen-dependent manner. Furthermore, HGF significantly stimulated VEGF-C expression in TSCC cells. Orthotopic xenotransplantation into nude mouse tongue revealed enhanced lymphatic invasion of HAI-1KO TSCC cells compared to control cells. Our results suggest that HAI-1 insufficiency leads to dysregulated pericellular protease activity, which eventually orchestrates robust activation of protease-dependent growth factors, such as HGF and VEGF-C, in a tumor microenvironment to contribute to TSCC progression.
DOI： 10.1111/cas.15346
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Decreased prostasin expression is associated with aggressiveness of oral squamous cell carcinoma
Yamamoto K., Yamashita F., Kawaguchi M., Izumi A., Kiwaki T., Kataoka H., Kaneuji T., Yamashita Y., Fukushima T.
Human Cell 34 ( 5 ) 1434 - 1445 2021年9月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Human Cell
Prostasin is a glycosylphosphatidylinositol-anchored serine protease widely expressed in epithelial cells, with crucial epidermal barrier functions. Evidence has suggested prostasin may have served as a tumor suppressor in various cancers, but its role in oral squamous cell carcinoma (OSCC) remains unclear. Thus, herein, we conducted an immunohistochemical prostasin study in 119 resected OSCC cases. Prostasin expression was decreased in 63% (75/119) of cases. OSCC with decreased prostasin immunoreactivity (low prostasin cases) tended to show a higher histological grade (p = 0.0088) and a more infiltrative cancer cell morphology (p = 0.0024). We then explored the role of prostasin in the OSCC cell lines: SAS and HSC-4. SAS did not express detectable prostasin levels, whereas HSC-4 expressed low but distinct levels. Prostasin overexpression suppressed the proliferation and migration of both OSCC lines in vitro. Conversely, prostasin silencing significantly enhanced growth rates of HSC-4. Finally, we analyzed the impact of prostasin expression on the prognosis of patients with OSCC; decreased expression tended to correlate with shorter overall survival (p = 0.0291) after resection. This trend was supported by our analyses using a public database (Kaplan–Meier plotter) of head and neck squamous cell carcinomas. In conclusion, we showed decreased prostasin expression was associated with aggressive features and a poorer prognosis of OSCC.
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Kawaguchi M., Yamamoto K., Kataoka H., Izumi A., Yamashita F., Kiwaki T., Nishida T., Camerer E., Fukushima T.
Cancer Science 111 ( 4 ) 1193 - 1202 2020年4月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Cancer Science
© 2020 The Authors. Cancer Science published by John Wiley & Sons Australia, Ltd on behalf of Japanese Cancer Association. Hepatocyte growth factor activator inhibitor-1 (HAI-1), encoded by the SPINT1 gene, is a membrane-bound protease inhibitor expressed on the surface of epithelial cells. Hepatocyte growth factor activator inhibitor-1 regulates type II transmembrane serine proteases that activate protease-activated receptor-2 (PAR-2). We previously reported that deletion of Spint1 in ApcMin/+ mice resulted in accelerated formation of intestinal tumors, possibly through enhanced nuclear factor-κB signaling. In this study, we examined the role of PAR-2 in accelerating tumor formation in the ApcMin/+ model in the presence or absence of Spint1. We observed that knockout of the F2rl1 gene, encoding PAR-2, not only eliminated the enhanced formation of intestinal tumors caused by Spint1 deletion, but also reduced tumor formation in the presence of Spint1. Exacerbation of anemia and weight loss associated with HAI-1 deficiency was also normalized by compound deficiency of PAR-2. Mechanistically, signaling triggered by deregulated protease activities increased nuclear translocation of RelA/p65, vascular endothelial growth factor expression, and vascular density in ApcMin/+-induced intestinal tumors. These results suggest that serine proteases promote intestinal carcinogenesis through activation of PAR-2, and that HAI-1 plays a critical tumor suppressor role as an inhibitor of matriptase, kallikreins, and other PAR-2 activating proteases.
DOI： 10.1111/cas.14335
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腸上皮の完全性維持における細胞膜結合セリンプロテアーゼ制御の重要性 招待あり
山本晃士、川口真紀子、片岡寛章
BIO Clinica 34 ( 13 ) 100 - 104 2019年11月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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Hepatocyte growth factor activator (HGFA): Pathophysiological functions in vivo
Kataoka H., Kawaguchi M.
FEBS Journal 277 ( 10 ) 2230 - 2237 2010年5月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要） 出版者・発行元：FEBS Journal
Hepatocyte growth factor activator (HGFA) is a serine protease initially identified as a potent activator of hepatocyte growth factor/scatter factor. Hepatocyte growth factor/scatter factor is known to be critically involved in tissue morphogenesis, regeneration, and tumor progression, via its receptor, MET. In vivo, HGFA also activates macrophage-stimulating protein, which has roles in macrophage recruitment and inflammatory processes, cellular survival and wound healing through its receptor, RON. Therefore, the pericellular activity of HGFA might be an important factor regulating the activities of these multifunctional cytokines in vivo. HGFA is secreted mainly by the liver, circulates in the plasma as a zymogen (pro-HGFA), and is activated in response to tissue injury, including tumor growth. In addition, local production of pro-HGFA by epithelial, stromal or tumor cells has been reported. Although the generation of HGFA-knockout mice revealed that the role played by HGFA in normal development and physiological settings can be compensated for by other protease systems, HGFA has important roles in regeneration and initial macrophage recruitment in injured tissue in vivo. Insufficient activity of HGFA results in impaired regeneration of severely damaged mucosal epithelium, and may contribute to the progression of fibrotic lung diseases. On the other hand, deregulated excess activity of HGFA may be involved in the progression of some types of cancer. © 2010 FEBS.
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Activation of MET receptor tyrosine kinase in ulcer surface epithelial cells undergoing restitution
Nagai M., Takahashi N., Miyazawa K., Kawaguchi M., Chijiiwa K., Kataoka H.
Pathology International 58 ( 7 ) 462 - 464 2008年7月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要） 出版者・発行元：Pathology International
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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Loss of matriptase leads to colorectal carcinogenesis at an early stage
Kawaguchi M, Kiwaki T, Yamashita F, Yamamoto K, Fukushima T, Kataoka H
第80回日本癌学会学術総会 日本癌学会
開催年月日： 2021年9月30日 - 2021年10月2日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
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Matriptase欠損マウスは早期に浸潤性大腸癌を発生する
川口 真紀子、Liang Weiting、山下 文希、木脇 拓道、福島 剛、片岡 寛章
第26回 日本病態プロテアーゼ学会学術集会 日本病態プロテアーゼ学会
開催年月日： 2021年8月27日
記述言語：日本語 会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）
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HAI-2 (SPINT2 ) はEpCAM/Claudin-7複合体を安定化し、腸上皮完全性を維持する
川口真紀子、山本晃士、山下文希、福島剛、片岡寛章
第109回 日本病理学会総会 日本病理学会
開催年月日： 2020年7月1日 - 2020年7月31日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
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HAI-1 deficient ApcMin+mice increased tumor formation through promoting tumor angiogenesis by PAR-2 signaling
Kawaguchi M, Yamamoto K, Fukushima T, Kataoka H
第78回日本癌学会学術総会
開催年月日： 2019年9月26日 - 2019年9月28日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
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Protease-activated receptor 2 promotes intestinal tumorigenesis through activation of NF-kB signaling and tumor angiogenesis in ApcMin/+mice 国際会議
Kawaguchi M, Yamamoto K, Kiwaki T, FukushimaT, Camerer E, Kataoka H
ASBMB Special Symposia Series; Serine Proteases in Pericellular Proteolysis and Signaling
開催年月日： 2019年9月12日 - 2019年9月15日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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大腸発癌におけるマトリプターゼ発現の意義に関する研究
研究課題/領域番号： 22K07154 2022年04月 - 2025年03月
基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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腸管発癌におけるセリンプロテアーゼ活性制御の意義に関する研究
2015年04月 - 2018年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
Hepatocyte growth factor activator inhibitor type 1 (HAI-1) は全身の様々な上皮組織に発現する細胞膜結合型セリンプロテアーゼインヒビターである。申請者は、HAI-1の遺伝子改変マウスを用いた解析を通してHAI-1による標的酵素活性調節が上皮細胞完全性維持に必須であることを報告してきた。さらに、HAI-1欠損マウスでは腸管発癌が亢進することを明らかにした。しかし、その明確な分子機序は不明である。本研究の目的は、HAI-1欠損に伴い腫瘍形成が亢進する分子機序を解明することである。具体的には、原因となるHAI-1の標的酵素及びその基質を同定し、HAI-1欠損による標的酵素活性異常が細胞周囲にどのような変化をもたらし、発癌の亢進に結びついているのかを解明することである。
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表皮における細胞膜結合型セリンプロテアーゼ活性制御の意義に関する研究
2013年04月 - 2014年03月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
HAI-1 KOマウスは胎盤形成不全のため致死となることから、胎盤機能をレスキューしたマウスを作製し、解析を行った。まず、HAI-1 KOマウスと野生型マウスの皮膚組織を、透過電子顕微鏡を用いて超微形態学的に解析し、HAI-1 KOマウスの皮膚組織はデスモソームの数が減少し、トノフィラメント収束不全が生じていることを明らかにした。さらに、ヒト不死化表皮細胞株HaCaTを用いてレンチウィルスによるHAI-1の安定的ノックダウンを行い、HAI-1の表皮における機能について、詳細な解析を行った。HAI-1ノックダウン(KD)細胞を3次元培養したところ、HAI-1 KOマウスの皮膚組織と同様にデスモソームの数が減少しており、この異常はp38阻害剤添加によって回避された。さらにp38活性化はPAR2を介して生じることを明らかにした。PAR2はHAI-1の標的酵素であるmatriptaseの基質であり、HAI-1発現抑制に伴うmatriptase活性制御破綻がPAR2を介したp38活性化を引き起こし、表皮細胞の形態形成や細胞間接着性の異常を来たしている可能性を示した。
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腸上皮における細胞膜結合型セリンプロテアーゼインヒビターの生理的意義に関する研究
2011年04月 - 2012年03月
科学研究費補助金 若手研究(B)
HAI-1 KOマウスは胎生致死であり、生体における機能は全く分かっていなかったが、HAI-1遺伝子をLoxPではさんだHAI-1 floxed マウスを作製し、cre-loxPシステムを用いたHAI-1コンディショナルKOマウスを世界に先駆け作製した。本研究では、HAI-1が強く発現する腸管上皮特異的にHAI-1を欠失するマウスを作製し、HAI-1が腸上皮の完全性維持に必須であることを明らかにした。また、腸管上皮特異的HAI-1 KOマウスは腸上皮のバリア機能が低下しており、炎症に対する感受性が亢進していることを明らかにした。
共同研究実施実績 【 表示 ／ 非表示 】
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消化管恒常性維持・破綻に関わるヒアルロン酸分解系の役割解析
2022年06月 - 2023年03月
学校法人慈恵大学 国内共同研究
片岡 寛章、川口 真紀子
担当区分：研究分担者 共同研究区分：学内共同研究
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消化管恒常性維持・破綻に関わるヒアルロン酸分解系の役割解析
2021年09月 - 2022年03月
学校法人慈恵大学 国内共同研究
片岡寛章
担当区分：研究分担者 共同研究区分：国内共同研究