高精度遺伝子解析および遺伝子編集技術を用いた放射線感受性中心因子の検索

• Project/Area Number: 21K15839
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 脇田 晃行 秋田大学, 医学部附属病院, 助教 (40610803)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 放射線感受性 / 食道癌

Outline of Research at the Start

癌患者の個別化治療の実現には放射線感受性獲得メカニズムの解明が重要な研究課題である。本申請研究では、放射線感受性の高い、また、放射線抵抗性を示す患者から得られた放射線治療前後のサンプルを用い、次世代シクエンサーによる網羅的遺伝子解析で新規の放射線感受性支配遺伝子を同定する。続けて、マウス癌移植モデルによるCRISPR/Cas9システムを用い、新規の放射線感受性支配遺伝子のノックイン・ノックアウト実験を行い、この支配遺伝子を確定させる。この結果をもとに、最終的には放射線感受性増強薬を開発する。

Outline of Annual Research Achievements

放射線療法は食道癌治療において重要な役割を担う。食道扁平上皮癌の放射線感受性は個体差があり、個別化治療の確立には放射線感受性因子の究明は重要な研究課題である。しかしながら、放射線感受性を支配する根本的な遺伝子制御機序の解明には至っていない。本研究は放射線感受性支配遺伝子を同定し、放射線感受性増強剤の開発を目標としている。今までの研究よりREGIαが放射線感受性バイオマーカーであると報告しており、食道扁平上皮癌細胞を用いた実験でREGIαはMAPKを介し放射線感受性を獲得することを示している。さらに、食道扁平上皮癌においてIGF2BP3は予後不良因子であること、術後補助療法の適応に際し重要なマーカーとなることを示した。術前化学放射線療法により異なる治療効果が得られた食道癌患者の組織・血液検体で有意に変化するDNAを抽出し、解析する。合計7名の食道癌患者の術前化学放射線療法前後の血液サンプルを採取した。今後は次世代シークエンサーで解析し、候補因子を確定させる。同定した因子をCRISPER/Cas9によって遺伝子編集し、培養細胞の放射線感受性を検証する。さらには、放射線感受性支配因子同定し、動物実験へつなげていく。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

食道癌患者の術前化学放射線療法前後の血液サンプル採取に予想以上の時間を要した。また、COVID-19による手術制限が影響したと考える。

Strategy for Future Research Activity

放射線感受性支配因子候補を確定する。遺伝子編集した食道癌細胞株の放射線感受性を検証する。その後、ヌードマウス皮下腫瘍モデルを用いた動物実験につなげる。今後は可能な限り実施の実験・研究に時間を当てる。