治療抵抗性口腔癌に対するmt-tRNA修飾を標的とした新たな治療戦略の構築

• Project/Area Number: 21K10099
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 高橋 望 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 特定研究員 (60779172)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: tRNA修飾 / 口腔扁平上皮癌 / SAS / ミトコンドリア / 抗癌剤耐性

Outline of Research at the Start

口腔扁平上皮癌は免疫療法も含めた集学的治療が確立してきているが、治療抵抗性腫瘍に対しての有効な治療法は見出されていない。近年、transfer RNA(tRNA)修飾が種々の疾患において治療標的として注目されつつある。そこで本研究ではOSCCにおけるミトコンドリアtRNA修飾が与える影響、特に治療抵抗性に関して明らかにするとともに、新たな診断・治療法を創出することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

申請者はこれまでに口腔扁平上皮癌の臨床検体を用いた予備実験にて、周囲正常組織と比較して腫瘍部においてmt-tRNAに存在するms2i6Aが優位に増加している ことを見出していた。さらに抗癌剤耐性口腔癌細胞株において、 親株と比較してms2i6Aが5倍以上に増加していることも見出していた。2021年度にms2i6A修飾酵 素で あるCDK5RAP1を抑制した口腔扁平上皮癌細胞株SASにおいて、5-FU投与した際の生細胞数の減少、死細胞数の割合の増加が確認された。また、同様に過去に 樹立された5FU耐性口腔扁平上皮癌細胞株FR2-SASを用いてCDK5RAP1を抑制したが、SASと比較して5FUの効果上昇は確認されなかった。また、CDK5RAP1を抑制 したSASにおいて、ミトコンドリア呼吸鎖複合体のタンパク量減少を認め、ミトコンドリア機能の低下が疑われた。さらに、リン酸化JNKやカスパーゼ3の増加も 見られ、アポトーシスを誘導していることが疑われた。
i6Aには抗腫瘍効果が存在することが知られており、SASおよびFR2-SASにi6Aを投与すること によって増殖能の減少を確認した。また、FR2-SASにおいてそれはより顕著であった。また、トリパンブルー染色を用いて生細胞と死細胞を測定したところ。i6A投与することにより濃度依存的に細胞死を誘導していることが示された。

Research Products

• [Journal Article] Programmed death-ligand 1-expressing extracellular vesicles are a prognostic factor in patients with oral squamous cell carcinoma treated with immune checkpoint inhibitors (2023)
  • Author(s): Seki Yuki、Yamana Keisuke、Yoshida Ryoji、Inoue Junki、Shinohara Kosuke、Oyama Toru、Kubo Ryuta、Nagata Masashi、Kawahara Kenta、Hirayama Masatoshi、Takahashi Nozomu、Nakamoto Masafumi、Hirosue Akiyuki、Kariya Ryusho、Okada Seiji、Nakayama Hideki
  • Journal Title: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology Volume: in press Issue: 4 Pages: 518-525
  • DOI: 10.1016/j.ajoms.2023.12.007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] FOXM1-Mediated Regulation of Reactive Oxygen Species and Radioresistance in Oral Squamous Cell Carcinoma Cells (2023)
  • Author(s): Takeshita Hisashi、Yoshida Ryoji、Inoue Junki、Ishikawa Kohei、Shinohara K、Hirayama M、Oyama T、Kubo R、Yamana K、Nagao Y、Gohara S、Sakata J、Nakashima H、Matsuoka Y、Nakamoto M、Hirayama M、Kawahara K、Takahashi N、Hirosue A、Kuwahara Y、Fukumoto M、Toya R、Murakami R、Nakayama H
  • Journal Title: Laboratory Investigation Volume: 103 Issue: 5 Pages: 100060-100060
  • DOI: 10.1016/j.labinv.2022.100060
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Breast carcinoma metastasis to the cheek: a case report. (2022)
  • Author(s): Ryo Miyazaki,Natsuko Kimoto,Satsuki Okamoto,Asami Tsuji,Yusuke Nishigushi,Tomoya Miyahara,Nozomu Takahashi,Tetsuji Omata
  • Journal Title: Journal of medical case reports Volume: 16 Issue: 1 Pages: 108-108
  • DOI: 10.1186/s13256-022-03326-6
• [Journal Article] Three-dimensional volumetric analysis of the efficiency of marsupialization in patients with mandibular dentigerous cysts involving impacted third molars (2022)
  • Author(s): Masatoshi Hirayama,Kazushige Inoue,Hidetaka Arita,Nozomu Takahashi,Hikaru Nakashima,Junki Sakata,Manabu Maeshiro,Yuka Nagao,Shunsuke Gohara,Keisuke Yamana,Yuichiro Matsuoka,Akira Yuno,Masafumi Nakamoto,Kenta Kawahara,Masashi Nagata,Akiyuki Hirosue,Daiki Fukuma,Ryoji Yoshida,Hideki Nakayama
  • Journal Title: JOURNAL OF ORAL AND MAXILLOFACIAL SURGERY MEDICINE AND PATHOLOGY Volume: 34 Issue: 6 Pages: 690-697
  • DOI: 10.1016/j.ajoms.2022.03.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Metastatic renal cell carcinoma in the maxilla: A case report (2022)
  • Author(s): Asami Tsuji,Ryo Miyazaki,Natsuko Kimoto,Nozomu Takahashi,Tomoya Miyahara,Yusuke Nishiguchi,Satsuki Okamoto,Nobuo Morita,Tetsuji Omata
  • Journal Title: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology Volume: 34 Issue: 4 Pages: 542-546
  • DOI: 10.1016/j.ajoms.2022.01.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The antioxidative stress regulator Nrf2 potentiates radioresistance of oral squamous cell carcinoma accompanied with metabolic modulation (2022)
  • Author(s): Matsuoka Yuichiro、Yoshida Ryoji、Kawahara Kenta、Sakata Junki、Arita Hidetaka、Nkashima Hikaru、Takahashi Nozomu、Hirayama Masatoshi、Nagata Masashi、Hirosue Akiyuki、Kuwahara Yoshikazu、Fukumoto Manabu、Toya Ryo、Murakami Ryuji、Nakayama Hideki
  • Journal Title: Laboratory Investigation Volume: 102 Issue: 8 Pages: 896-907
  • DOI: 10.1038/s41374-022-00776-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Extracellular N6-isopentenyladenosine (i6A) addition induces co-transcriptional i6A incorporation into ribosomal RNAs. (2022)
  • Author(s): Yakita M, Chujo T, Wei FY, Hirayama M, Kato K, Takahashi N, Naganuma K, Nagata M, Kawahara K, Nakayama H, Tomizawa K.
  • Journal Title: RNA Volume: 28 Issue: 7 Pages: 1013-1027
  • DOI: 10.1261/rna.079176.122
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Postoperative delirium in patients undergoing tumor resection with reconstructive surgery for oral cancer (2021)
  • Author(s): Takahashi Nozomu、Hiraki Akimitsu、Kawahara Kenta、Nagata Masashi、Yoshida Ryoji、Matsuoka Yuichiro、Tanaka Takuya、Obayashi Yuko、Sakata Junki、Nakashima Hikaru、Arita Hidetaka、Shinohara Masanori、Nakayama Hideki
  • Journal Title: Molecular and Clinical Oncology Volume: 14 Issue: 3 Pages: 60-60
  • DOI: 10.3892/mco.2021.2222
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] miR-30a attenuates drug sensitivity to 5-FU by modulating cell proliferation possibly by downregulating cyclin E2 in oral squamous cell carcinoma. (2021)
  • Author(s): Kenta Kawahara, Masashi Nagata, Ryoji Yoshida, Akiyuki Hirosue, Takuya Tanaka, Yuichiro Matsuoka, Hidetaka Arita, Hikaru Nakashima, Junki Sakata, Keisuke Yamana, Sho Kawaguchi, Shunsuke Gohara, Yuka Nagao, Masatoshi Hirayama, Nozomu Takahashi, Mayumi Hirayama, Hideki Nakayama
  • Journal Title: Biochemistry Biophysics Reports Volume: 21 Pages: 28-28
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2021.101114
  • Peer Reviewed / Open Access