バイオマーカーおよびプロテアソーム阻害剤を用いた新たなイリノテカン療法の開発

• Project/Area Number: 21K08735
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 安藤 幸滋 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (20608864)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沖 英次 九州大学, 大学病院, 講師 (70380392)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: トポイソメラーゼＩ / プロテアソーム阻害剤 / イリノテカン / 大腸癌 / 消化器癌 / バイオマーカー

Outline of Research at the Start

TopoIの分解にはDNA-PKcs, Ku70, Ku80, BRCA1, BARD1の各分子が関わっていることを我々は発見した(Ando et al. Oncotarget, 2017)。このメカニズムの過程でtopoIセリン10残基のリン酸化が重要であることを見出し、この部位の抗体(topoI-pS10)を作成した。このtopoI-pS10抗体による免疫組織化学染色はイリノテカン感受性とよく相関することも見出した。また、topoI分解は最終的にユビキチンプロテアソーム経路により行われる。このため、この経路を阻害すれば、topoI阻害剤感受性をもたらすことができると考える。本研究ではこれら二つの発見を統合し、topoI阻害剤を用いたより効果的な治療法の探索及び開発を行う。

Outline of Annual Research Achievements

プロテアソーム阻害剤を併用した新たなイリノテカン療法の開発に向けて、本年度は大腸癌細胞株を用いた基礎検討を行った。３種類の大腸癌細胞株（HCT-15、HCT-16およびDLD-1）を用いて各細胞株のイリノテカン感受性をまずは解析した。
HCT-16のみが感受性株であり、HCT-15およびDLD-1は耐性株であった。これらの耐性株ではイリノテカン暴露後にtopoisomerase I (topoI)の分解が確認された。この分解を止めることができれば、イリノテカン耐性を解除できると考え、プロテアソーム阻害剤を併用した。併用したところ、二つの株でのtopoI分解は抑制された。
つづいて、細胞死の実験を行った。イリノテカン投与のみでは、HCT-15およびDLD-1での細胞死は高濃度のみで認められたが、プロテアソーム阻害剤を併用すると、イリノテカンが低濃度の条件下でも細胞死が認められた。
すなわち、プロテアソーム阻害剤を併用することによりイリノテカン耐性株でのtopoI分解を抑制することで、イリノテカンの効果が高まったことが示唆された。
本研究結果をもとに、現在動物実験遂行のための計画を行っている。2023年度中には動物実験も終了できると考える。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

細胞株を用いたin vitroの研究は終了した。今後、動物実験モデルを用いたin vivo研究に進むために、研究機関に申請をしており、早ければ2023年夏から研究が開始できる。

Strategy for Future Research Activity

マウスモデルを用いたin vivoの実験に進む。