Stem cell targetting radiosensitization by mitochondria-targeted strategy with metoformin in dogs
Project/Area Number |
20K06424
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
細谷 謙次 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (50566156)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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Keywords | 放射線治療 / がん幹細胞 / グルタチオン / ミトコンドリア / 分子標的療法 / 放射線耐性 / 遺伝子導入 / イヌ / mTOR / メトフォルミン |
Outline of Research at the Start |
本研究では、正常細胞とCSCのミトコンドリア量、機能、分子レベルでの構造変化、ミトコンドリア関連タンパク質群の遺伝子発現量などを詳細に解析し、CSCの放射線耐性機構の本質を解明することである。また、Metoforminが標的としているミトコンドリア内分子を特定し、ミトコンドリアを標的とした新しいがん幹細胞選択的放射線増感剤の開発につなげたいと考えている。本研究は、従来CSCの放射線耐性機構とは考えられていなかったミトコンドリア機能の特殊性に注目している点において、これまでのがん幹細胞関連の研究とは一線を画する。
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Outline of Annual Research Achievements |
2022年度において、本研究ではがん幹細胞様細胞(Cancer stem-like cells: CSCs)の放射線抵抗性の機序の一つとして、グルタチオンの関与に関する詳細な検討を実施した。CSCsが通常の腫瘍細胞よりも放射線抵抗性が高いことは知られているものの、その機序は不明であった。本研究では、CSCsのプロテオゾーム活性の低さを利用してCSCsを可視化した遺伝子組み換え犬由来腫瘍細胞株2種(HMPOS-ZsG:犬骨肉腫細胞由来およびMegTCC-ZsG:犬尿路上皮癌細胞株由来)を用いて、放射線抵抗性に関与する因子の探索を行った。子の腫瘍細胞株では、プロテオゾーム活性の低い細胞(=CSCs)では細胞内に蛍光色素(ZsG)が蓄積して緑色に発色するため、CSCsを可視化し、フローサイトメーターによりCSCsを単離することが可能であった。 その結果、蛍光分子にて可視化されたCSCs(ZsG+細胞)は、通常の腫瘍細胞(ZsG-細胞)と比較して、細胞内グルタチオン(GSH)含有量が高く、X線照射後の活性酸素(ROS)の蓄積が少ないことが示され、GSHがCSCsの放射線抵抗性に関与している可能性が示唆された。さらに、GSH合成に必要なantiporter(xCT)をスルファサラジンを用いて阻害したところ、ZsG+細胞における放射線増感効果が観察された。研究結果はFrontiers in Oncologyに投稿済みである。(Manuscript ID: 999829、Glutathione Associated Redox Regulation Alleviates Radio-resistance of Canine Cancer Stem-like Cells with Low Proteasome Activity) また、腫瘍細胞の放射線抵抗性に関連する他の因子の探索も並行して実施し、その結果免疫チェックポイント分子であるPD-L1分子の関与を示唆する知見を得た。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19の影響により、当該研究を実施に当たっていた研究員(留学生)が帰国することとなったため、研究の進行が遅滞している。現在後継の研究員を模索中である。
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Strategy for Future Research Activity |
2023年度においては、腫瘍の放射線感受性における免疫応答反応の関連についての研究を進める予定である。腫瘍細胞においてPD-L1発現量が放射線照射前後で変化するpreliminaryな結果が得られており、腫瘍細胞の放射線抵抗性発現機序の一つとして、PD-L1分子の発現量増加を介した免疫回避機構が関与している可能性が示唆されている。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Antiproliferative action of metformin in human lung cancer cell lines2012
Author(s)
H Ashinuma, Y Takiguchi, S Kitazono, M Kitazono-Saitoh, A Kitamura, T Chiba, Y Tada, K Kurosu, E Sakaida, I Sekine, N Tanabe, A Iwama, O Yokosuka, K Tatsumi
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Journal Title
Oncology Reports
Volume: in press
Issue: 5
Pages: 2118-2126
DOI
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Peer Reviewed