化学放射線療法耐性直腸癌に対するフェロトーシス誘導療法の開発

• Project/Area Number: 22K07257
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 井上 賢之 自治医科大学, 医学部, 講師 (80375279)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐久間 康成 自治医科大学, 医学部, 教授 (10296105) ; 北山 丈二 自治医科大学, 医学部, 教授 (20251308) ; 堀江 久永 自治医科大学, 医学部, 教授 (20316532) ; 高橋 将文 自治医科大学, 医学部, 教授 (40296108) ; 佐田友 藍 自治医科大学, 医学部, 助教 (40528585) ; 山田 直也 自治医科大学, 医学部, 研究員 (50611787)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 直腸癌 / 化学放射線療法耐性 / フェロトーシス

Outline of Research at the Start

直腸癌に対する術前化学放射線療法 (Chemoradiotherapy: CRT) は、病巣を縮小させ、手術後の局所再発率を低下させる効果がある。しかし、その効果は患者によって大きく異なり、CRTの治療効果を高めることは患者の予後向上を考える上で重要である。CRTは癌細胞を細胞死に至らせるが、耐性獲得により癌細胞は生存し続けてしまう。近年新たに発見されたフェロトーシスという現象は、細胞内の抗脂質酸化機構が関与する、これまでと全く異なるタイプの細胞死である。フェロトーシスを誘導することによりCRTの効果を高め、直腸癌の新たな治療オプションの開発を目標としている。

Outline of Annual Research Achievements

局所進行直腸癌に対する術前化学放射線療法 (Chemoradiotherapy: CRT) は、原発巣を縮小させ手術を容易にするだけでなく、局所再発率を低下させる効果があり本邦でも徐々に普及しつつある。しかし、その奏効性は患者によって大きな相違があり、CRTの治療効果を高めることが直腸癌患者の予後向上を考える上で最も重要である。CRT後の完全奏功率はわずか10%前後と低く、各患者で同様の効果が得られないという問題点がある。CRT奏功率を改善し、進行直腸癌に対する新たな治療法を開発することは臨床成績の向上にとって重要な課題である。そこで我々は、鉄依存的な細胞死＝フェロトーシスに注目した。抗脂質酸化機構の阻害（フェロトーシスの誘導）により、CRT増感作用を惹起させ、効率的に細胞死をもたらすことができるのではないかと考えた。
昨年度確認された、大腸癌細胞株Caco2を用いたRSL3(RAS-selective lethal 3)によるフェロトーシス誘導を、他の大腸癌細胞株でも誘導可能か確認実験を行った。RSL3に加えElastinの効果も検討した。抗がん剤5-FUを添加しday2~day4の48時間培養した。day2とday3に大腸癌細胞株が死なないことが確認されている放射線量である4グレイを2回照射した。day4でRSL3/ELastinを投与し、day5に細胞を回収、MTT assayを行った。結果は、Caco2に対するRSL3によるフェロトーシスは5FU+放射線照射群で強く誘導される傾向が再現されたが、Elastinではその傾向が認められなかった。また他の細胞株、HT29、SW620ではフェロトーシス誘導を確認することができなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

対象とする細胞株が限定されてしまったため、さらに検討していきたい。

Strategy for Future Research Activity

フェロトーシスの誘導には、細胞膜上の多価不飽和脂肪酸PUFAが重要であるという報告がある。細胞膜のリン脂質の組成（特にPhosphatidylethanolamine 中の不飽和脂肪酸）が重要である。膜のリン脂質中にPUFA含量が増えた状態だと、膜中に酸化されやすい脂肪酸が多くなり、フェロトーシスしやすくなるといわれている。逆にオレイン酸など、一価の不飽和脂肪酸が多いと、酸化されにくいので、フェロトーシスを起こしにくい。PUFAの添加やリン脂質の脂肪酸組成に影響する酵素（ACSL4, ACSL3など）を介して、癌細胞に対するフェロトーシス感受性を制御できないかという点でも検討を進めていく。