Elucidation of mechanisms in iron-driven pancreatic cancer cell metastasis
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22H00443
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 48:Biomedical structure and function and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
五十嵐 和彦 東北大学, 医学系研究科, 教授 (00250738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 浩貴 東北大学, 大学病院, 講師 (50801677)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥42,510,000 (Direct Cost: ¥32,700,000、Indirect Cost: ¥9,810,000)
Fiscal Year 2024: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
Fiscal Year 2023: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
Fiscal Year 2022: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
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| Keywords | 膵臓癌 / 転移 / 上皮間葉転換 / 鉄 / BACH1 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、鉄に応答し鉄を制御する転写因子BACH1が膵臓癌細胞の上皮間葉転換と転移を促進すること、そして鉄代謝に関わる多彩な遺伝子の転写を抑制することに着目し、「BACH1が鉄代謝系を介して癌転移を促進する仕組みの全体像とその病理的意義を解明する」ことを目的とする。項目1ではBACH1-鉄制御系が膵臓癌細胞でモバイル鉄上昇を担うことを明らかにする。項目2では、転移に寄与する鉄応答遺伝子や鉄結合タンパク質の同定も含めて解明する。項目3ではBACH1を標的とする新しい治療法治療戦略の開発を試みる。そして癌における鉄の機能を鉄結合タンパク質の機能として理解し、鉄腫瘍生物学という概念を作る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
BACH1の発現を操作する実験系としてAIDを用いる系を予定したが、Tet repressorを使う系が順調に進んだことから、これを用いた実験系を優先的に進めた。BACH1ノックアウトマウス線維芽細胞にTet repressor-VP16融合転写因子発現プラスミド、およびTet結合配列を含むプロモーター下流にBACH1コード配列を連結したプラスミドを導入した。薬剤選択後にクローン化し、得られた複数のクローンについてBACH1発現レベルをチェックした。ドキシサイクリン非添加時と添加時を比べると添加時にBACH1発現レベルが上昇することを確認したが、非添加時でもBACH1の発現が観察された。これら細胞株をメルカプトエタノール不含培地で培養したところ、線維芽細胞が効率良く細胞死へ向かうことを見いだした。この細胞死はBACH1非導入細胞では観察されず、また、BACH1導入細胞株ではBACH1発現レベルと細胞死頻度が相関した。さらに、この細胞死は鉄キレート剤、フェロトーシス阻害剤で抑制され、アポトーシス阻害剤等では抑制されないこと、遊離鉄上昇とグルタチオン低下、過酸化脂質上昇などを伴うことから、BACH1再発現が鉄依存性細胞死フェロトーシスを誘発すると結論した。
すい臓癌細胞におけるBACH1による接着分子遺伝子の発現抑制が自由鉄を介することを見いだした。
ヒトすい臓癌細胞株、頭頸部癌細胞株、B細胞株を用いたBACH1やBACH2のクロマチン免疫沈降シークエンスおよびRNAシークエンスのデータを統合解析し、鉄・ヘム代謝に関わるBACH1標的遺伝子候補を同定した。合わせて、炎症応答などがん微小環境形成に関わる可能性のあるBACH1標的遺伝子候補なども同定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Tet repressor の系は発現の漏れがあったことから、次はAID系の構築を進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
項目1 BACH1発現誘導系、BACH1ノックアウト線維芽細胞へ導入し安定発現細胞株を作成し、得られた細胞株におけるBACH1標的遺伝子の発現、鉄代謝の変化、鉄依存性細胞死フェロトーシスの変化を比較する。
項目2 前年度に作成したヒト膵臓癌における鉄関連BACH1標的遺伝子候補リストの中で癌進展と関連が予想されるものについて、ノックダウン実験などにより機能を調べる。
項目3 共同研究先で開発されたBACH1阻害剤の誘導剤を入手し、細胞レベルでのBACH1およびその標的遺伝子発現への作用を確認する。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] BACH1 Expression Is Promoted by Tank Binding Kinase 1 (TBK1) in Pancreatic Cancer Cells to Increase Iron and Reduce the Expression of E-Cadherin.2022
Author(s)
Liu, L., Matsumoto M., Matsui-Watanabe, M., Ochiai, K., Callens, B.K.K., Nguyen,. L.C., Kozuki, Y., Tanaka, M., Nishizawa, H. and Igarashi, K.
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Journal Title
Antioxidants (Basel)
Volume: 11
Issue: 8
Pages: 1460-1460
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] BACH1-Hemoxygenase-1 axis regulates cellular energetics and survival following sepsis.2022
Author(s)
Cai, L., Arbab, A.S., Lee, T.J., Sharma, A., Thomas, B., Igarashi, K. and Raju, R.P.
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Journal Title
Free Radical Biology and Medicine
Volume: 188
Pages: 134-145
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Genetic BACH1 deficiency alters mitochondrial function and increases NLRP3 inflammasome activation in mouse macrophages.2022
Author(s)
Pradhan, P., Vijayan, V., Cirksena, K., Buettner, F.F.R., Igarashi, K., Motterlini, R., Foresti, R. and Immenschuh, S.
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Journal Title
Redox Biology
Volume: 51
Pages: 102265-102265
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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