| Project/Area Number |
22K07155
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 50010:Tumor biology-related
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
馬場 崇 和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (90609992)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 乳酸 / マクロファージ / Il23a / 腫瘍内高乳酸環境 / がん微小環境 |
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| Outline of Research at the Start |
がん細胞は解糖系亢進により乳酸を多量に産生・分泌し(Warburg効果)、腫瘍内に浸潤した免疫細胞を制御している。このことにより、がん細胞は強制的に自身に有利な微小環境を作り出す。腫瘍随伴マクロファージは、「高乳酸環境」に晒されるとTLR2/4 刺激に伴う炎症性サイトカインIL-23Aの転写を促進し、M2 マクロファージ様遺伝子 Arg-1、VEGFAを転写誘導する。乳酸による転写促進はがんの進展と密接に関わっているにもかかわらず、その分子メカニズムは不明である。本研究では腫瘍随伴マクロファージにおける未知の乳酸依存的シグナル経路を紐解いていく。
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん細胞は解糖系を亢進させ、乳酸を過剰に産生・分泌している。そのため、マクロファージを初めとする多様な免疫細胞は腫瘍内に浸潤すると高乳酸環境に晒される。乳酸はマクロファージをM2型に極化させるが、それはHIF1aの転写誘導や乳酸イオンによる直接的なヒストン修飾が関与する。加えて、乳酸はマクロファージのIl23aのToll受容体刺激に伴う転写誘導を増加させる。本研究では、1) 乳酸により活性化するPI3K/Akt経路が発現誘導する遺伝子群の特定、2）乳酸依存的なIl23aの誘導を増加させる分子機構解明を目的としている。2)の目的のため、Il23aのプロモーター活性を指標としたゲノムワイドCRISPRスクリーニングを行い、ミトコンドリア局在タンパク質、翻訳後修飾に関わる酵素さらに転写因子が乳酸依存的な転写増加に関わることがわかってきた。これらの因子が高乳酸環境において機能的に影響されるかを調べたところ、高乳酸環境は同定された酵素の活性を低下させ、転写因子の核内量は増加することがわかった。以上の実験はマクロファージ様細胞株J774.1細胞を用いたが、骨髄由来マクロファージや脾臓のCD11b陽性細胞など初代培養細胞では、細胞株とは異なる機構を介しIl23aの転写を増強させている可能性が示唆された。乳酸依存的なIl23a転写増幅機構は未解明であり、少なくともGPCRやHIF1aと言ったこれまで報告されている乳酸添加により活性化する分子は関わってはいない。本研究により、新たな乳酸依存的な活性化因子が見出されると共に、将来的には腫瘍の進展を抑える分子標的薬の開発に繋がることが期待される。
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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
細胞種によるIl23aの転写増幅機構の違いは予想外であったが、目的の遺伝子のスクリーニングに成功し、乳酸依存的なIl23aの転写増幅機構に関与するタンパク質が分かってきた。加えて、乳酸がそれらのタンパク質に与える影響も解明されつつある。これらのことから、目的の一つは達成されつつあり、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
骨髄由来マクロファージにおいてスクリーニングされた遺伝子がIl23aの転写をどの様に制御するかを紐解いていく。また、これまで細胞での解析が主だったが、in vivo解析のためノックアウトマウスを作製する。PI3K/Akt経路に関しては、乳酸がPI3K/Akt経路を介して誘導する遺伝子群の特定をRNA-seqにより調べる。
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