| Project/Area Number |
21K07206
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
國安 明彦 崇城大学, 薬学部, 教授 (90241348)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 秀明 崇城大学, 薬学部, 准教授 (30435151)
牧瀬 正樹 崇城大学, 薬学部, 准教授 (80433001)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | ネクローシス / ペプチド / がん治療 / ペプチドメティック / ドラッグデリバリーシステム / ペプチド化合物 / アポトーシス / 乳がん / がん / 中分子薬 |
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| Outline of Research at the Start |
治療効果の高いがん治療の実現には、しばしば出現する抗がん薬抵抗性を克服することが重要である。多剤併用療法の導入が行われるが、ほとんどの抗がん薬はアポトーシス誘導を作用機序とすることから、異なる機序の細胞死の誘導が効果的と考えらえる。
本研究では、「アポトーシス抵抗性がんの新しい治療戦略の構築」を目的とし、がん細胞特異的にネクローシスを誘導するペプチド化合物を分子ツールとして活用し、in vivo で有効なネクローシス誘導剤の開発を行う。ネクローシス誘導による腫瘍縮小効果と正常組織へ与える炎症反応の影響を調べることで、新しい細胞死に基づく難治性がんに対する分子標的治療の高度化を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らが合成したCXCR4指向性ペプチド化合物CTCE-KLAKは、ヒトおよびマウス乳がん細胞株に対して濃度依存的細胞死を誘導した。誘導された細胞死がカスパーゼ３の切断活性化を介さず、かつLDHの細胞外放出が見られたこと、形態学的観察からネクローシス様の細胞死状態を呈することがわかっている。そこで本年度は、細胞死の実態解明とin vivoにおける腫瘍縮小に伴うネクローシス誘導の発生について検証を行なった。
１. 細胞死の分子機序解析
細胞死の分子機序をより詳細に解析するために、蛍光標識CTCE-KLAKペプチドを合成して、ヒト乳がん細胞株MDA-MB-231への細胞内取り込みを蛍光顕微鏡観察した。その結果、リソソームへの移行が見られたのち、リソソームマーカーであるLysoTrackerの蛍光強度が減弱することを見出した。このことより、リソソームが破壊されていることが予想された。
2. 腫瘍増殖抑制におけるネクローシス誘導
マウス乳がんモデルを用いたCTCE-KLAKの腫瘍抑制作用におけるネクローシスの関与を、がん移植した周辺組織でのネクローシスの痕跡を免疫組織学観察によって調べた。マウス腫瘍部分の組織切片を作製し、炎症マーカータンパク質（HMGB1）の発現を免疫組織染色した。しかし、周囲の正常組織と明らかな発現増加は認められず、ネクローシスの痕跡は確認できなかった。
細胞系およびin vivo動物モデルでの検討の結果、細胞死にリソソーム膜の透過性亢進が寄与していることを示唆する知見が得られた。動物モデルにおけるネクローシス発生については、実験方法の見直しを含めて再検討が必要であると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ペプチド化合物による非アポトーシス性細胞死の誘導について、分子機序解析した結果、リソソーム膜の破壊が細胞死を引き起こしている可能性を見出した。しかし、その詳細について、関与する分子を特定するまでには至らなかった。次年度はリソソーム膜透過性に関連する分子に着目して解析を進め、ペプチドが結合する細胞死関連分子や細胞死の誘導現象について明らかにする。
また、マウス乳がんモデルにおいて、ペプチド化合物が腫瘍増殖を抑制することを確認したことから、がん細胞へのネクローシス誘導はがん治療の一つとして成立しうることを示した。このことを確定するには、腫瘍組織でのネクローシスの痕跡を同定することが必須であると考えらる。本年度は、マウスモデルの作製が滞ってしまったことと、免疫組織学的手法でネクローシスマーカーの検出を試みたが、確認することができなかった。実験手法の精査が必要と思われる。
よって、本研究課題は本年度で完成する予定であったが、以上のような技術的問題が生じたため遅延してしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度、CTCE-KLAKペプチドのヒト乳がん細胞の細胞死誘導にあたり、ペプチド処理によってリソソーム膜の透過性亢進が起こっていることを示唆する結果を得た。今後は、ペプチドが誘導する細胞死の分子機序について、リソソーム膜の破壊機序、およびタンパク質分解酵素の放出に着目して調べ、本研究を完成させる。
動物実験では、CTCE-KLAKペプチドによる腫瘍縮小がネクローシスを伴うことの検証に力を注ぐ。本年度は組織切片を使ってネクローシスに特徴的な分子マーカーHMGB-1の放出を観察したが、明確に証明できる結果は得られなかった。次年度は、ペプチド投与後の血中内濃度を調べるなど、異なるアプローチで検証を試みる予定である。また、マウス腫瘍モデルについても滞りなく作製できる環境が整ったので、今後の課題遂行は問題ない。
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