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Elucidation of the mechanism of steroid-structure anticancer drug resistance to leukemia cells and application to personalized diagnosis

Research Project

Project/Area Number 21K07406
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52010:General internal medicine-related
Research InstitutionUniversity of Occupational and Environmental Health, Japan

Principal Investigator

中西 司  産業医科大学, 大学病院, 助教 (00772609)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 安宏  産業医科大学, 医学部, 准教授 (10309958)
塚田 順一  産業医科大学, 大学病院, 准教授 (20227367)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
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: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsATL / 薬剤耐性 / ステロイド / RNASeq / 白血病 / ステロイド 様抗がん剤 / FGビーズ / インフラマゾーム
Outline of Research at the Start

申請者らは初めて細胞株ではなく成人T細胞性白血病(ATL)患者より分離したリンパ球を用い、ステロイド骨格を持つ抗がん剤の効果を報告し、その際薬剤耐性機序の一端を報告した。本研究ではステロイド骨格を持つ種々薬剤耐性白血病細胞株の樹立から薬剤耐性に関与している分子群の同定を行い、実際に薬剤に結合するタンパク分子の同定を、ビーズ固定法により行う。最終的に、ステロイド骨格を持つ種々薬剤で処理した患者白血病細胞における標的分子の解析により、総合的にステロイド骨格薬剤に対する耐性機序の解明を行い、将来的に行われると期待される、薬剤投与の効果が見込まれる群の識別(個別化診療)に応用するための研究課題である。

Outline of Annual Research Achievements

安定した耐性株の樹立を確認したのち、今年度はステロイド骨格トリテルペンの標的遺伝子群・及び薬剤耐性に関わる遺伝子群の解析を、対照群細胞株と薬剤耐性細胞株の2群についてRNASeqを行った。耐性株は最も安定して誘導できているMT-1細胞に絞って薬剤耐性に関する分子群の情報を網羅的に収集した。薬剤耐性株は、2 μMで処理後、3日目に回収したものを用い、RNAを調整した。対処群にはエタノール処理群を用いた。
対照群に対して、トリテルペン処理群で発現が増加した遺伝子が332で、減少した遺伝子が384であった。それらの結果をもとにKEGG Pathway 解析を行った。ヒトの疾患に関わるものが最も多く変化しており、予想通りpathway in cancerやdrug resistance経路で大きな変化が認められた。またenvironmental information processingに関するものも影響を受けていた。Biological processでは、response to stimulusでの変化が大きく、具体的にはMAPKシグナル経路やPI3K-Aktシグナル経路で増強されていた。
個々の分子を見てみると、PIK3-Rの発現上昇が認められていた。これは昨年報告したトリテルペンであるククルビタシンの標的タンパク酵素であるAktの上流分子であり、この点はとても興味深い。またその上流で機能するFAKも発現上昇がみられている。この分子は、他のガンにおいて薬剤耐性獲得に関与することが報告されていることから、FAK-PI3K-Aktの経路を詳細に検討することは薬剤耐性獲得のメカニズムを知るうえでとても重要であると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

RNASeqの結果をベースに、薬剤耐性遺伝子の解明を目指したが、データ解析に若干難航したため、最終的な分子の同定にまでは至らなかったため。

Strategy for Future Research Activity

昨年度に明らかになった薬剤耐性に関与するパスウェイを中心に阻害剤、siRNAシステムなどを用いて、更に標的分子を絞っていく計画である。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Pentacyclic triterpenoid ursolic acid induces apoptosis with mitochondrial dysfunction in adult T-cell leukemia MT-4 cells to promote surrounding cell growth2022

    • Author(s)
      Mengyue Shen, Tsukasa Nakanishi, Junichi Tsukada, Yasuhiro Yoshida,
    • Journal Title

      Mol Onco

      Volume: in press

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Triterpenoid Antitumor Agents on ATL Cells and their Mechanism2023

    • Author(s)
      Yasuhiro Yoshida
    • Organizer
      The 19th Annual Congress of International Drug Discovery Science &Technology
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] MAPK inhibition synergizes with steroid structure cucurbitacin D-induced antitumor effects on adult T-cell leukemia cells2023

    • Author(s)
      Yasuhiro Yoshida、Duo Wang
    • Organizer
      第27回日本分子標的治療学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] オレアナン系およびウルサン系環式トリテルペンのミトコンドリア機能阻害を介したATL細胞に対する抗腫瘍効果2023

    • Author(s)
      吉田安宏,申梦月,王鐸,曾子丙
    • Organizer
      日本生薬学会第69回年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] MAPK Is Involved In Steroid-structural Cucurbitacin D-induced Antitumor Effects On Adult T-cell Leukemia Cells2022

    • Author(s)
      Yasuhiro Yoshida
    • Organizer
      the SYMPOSIUM ON WORLD CANCER RESEARCH 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pentacyclic triterpenoid ursolic acid induces apoptosis with mitochondrial dysfunction in adult T-cell leukemia MT-4 cells to promote surrounding cell growth2022

    • Author(s)
      Shen M, Yoshida Y.
    • Organizer
      第75回日本毒性学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Establishment of triterpenoid anticancer drug resistant cells for adult T-cell leukemia cells2022

    • Author(s)
      Duo Wang, Yoshida Y.
    • Organizer
      第81回日本癌学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Cellular senescence and inflammaging in the splenocytes of old mice exposed to irradiation at a young age2021

    • Author(s)
      Yoshida Y
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Ursolic acid derived from Oldenlandia diffusa inhibited the AKT-mTOR signal on ATL cells and induced apoptosis.2021

    • Author(s)
      Shen M, Yoshida Y
    • Organizer
      第80回日本癌学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] SASP and activation of NF-κB in splenocytes of old mice exposed to irradiation2021

    • Author(s)
      Yasuhiro Yoshida, Song Y, Ryuji Okazaki.
    • Organizer
      The 6th ICSA Conference
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pentacyclic triterpenoid induced apoptosis with mitochondria dysfunction on ATL-cells2021

    • Author(s)
      Yoshida Y
    • Organizer
      第25回日本分子標的治療学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 成人T細胞白血病細胞におけるミトコンドリア機能不全を伴うトリテルペノイドウルソール酸誘導アポトーシス2021

    • Author(s)
      Shen M, Yoshida Y
    • Organizer
      生体機能と創薬シンポジウム2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Pentacyclic triterpenoid ursolic acid induced apoptosis with mitochondria dysfunction on adult T-cell leukemia cells2021

    • Author(s)
      Shen M, Wang D, Yoshida Y
    • Organizer
      ECI2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 成人 T 細胞白血病細胞に対するウルソール酸の抗腫瘍効果およびその作用機序2021

    • Author(s)
      Shen M, Yoshida Y
    • Organizer
      Forum2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ATL細胞に対するトリテルペン構造を持つウルソール酸の抗腫瘍効果およびその作用機序の解明2021

    • Author(s)
      Yoshida Y
    • Organizer
      日本生薬学会第67回年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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