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トランスオミクス解析によるがん細胞の放射線耐性応答ネットワーク解明

Research Project

Project/Area Number 22K07713
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

金光 祥臣  新潟大学, 医歯学系, 助教 (30752943)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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)
Keywords放射線耐性細胞 / プロテオミクス / トランスオミクス / メタボロミクス / iMPAQT
Outline of Research at the Start

本研究は、タンパク質の絶対定量を可能にするプロテオミクス技術 (iMPAQT 法)を中心とする定量トランスオミクスプラットフォームを駆使し、がん細胞の放射線耐性化に至るまでの代謝システムの挙動を時間依存的に計測し、放射線応答ネットワークの実体解明と責任 (ハブ) 分子の同定を目指す。このネットワークに対する介入実験により、がん細胞の放射線耐性能獲得における脆弱性を見つけ出し、分子メカニズムに基づく、バイオマーカーや創薬標的分子を創出する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、樹立した放射線耐性細胞株及び経時的照射によって耐性能を進展させた段階的な親細胞株に対し、プロテオミクスとメタボロミクス技術を中心とする定量トランスオミクスプラットフォームを適応し、がん細胞の放射線応答ネットワークの実体解明を目指している。また、このネットワークに対する介入実験により、がん細胞の放射線耐性能獲得における脆弱性を見つけ出し、分子メカニズムに基づく、バイオマーカーや創薬標的分子の創出を目的とする。
今年度は、フェノタイプ解析(薬剤感受性比較、細胞内酸化ストレス濃度比較、γH2AX免疫染色によるDNA修復応答比較)とトランスオミクス解析の基盤となるプロテオーム解析やメタボローム解析を行った。特に Data Independent Acquisition (DIA) プロテオーム解析に注力し、通常状態の解析やリン酸化プロテオーム解析に加えて、放射線照射後の応答プロテオーム変動の違いに着目したところ、耐性細胞株は、DNA 修復因子や p53 シグナルに関連するタンパク質の変動がより顕著であることが明らかとなった。さらに、アミノ酸・有機酸のメタボローム解析によって、耐性細胞ではオンコメタボライトとして知られるコハク酸の細胞内濃度が顕著に増加していることとその周辺プロテオームは合理的な変化を呈していることが示唆できた。特に HIF-1α 下流やフマル酸呼吸、プロリン代謝亢進などの関与が示唆できており、さらなる検証を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

プロテオームやメタボロームデータは計画通り取得できており、解析を進めている。
トランスクリプトームデータは未取得であり、放射線応答に関わる分子ネットワーク解析は未着手であるため。

Strategy for Future Research Activity

放射線照射後の応答性プロテオーム変化に加え、メタボローム、トランスクリプトームデータを取得し耐性がん細胞の放射線応答ネットワークの実体解明を目指す。このネットワークに対する介入実験により、がん細胞の放射線耐性過程における脆弱性を見つけ出し、分子メカニズムに基づく、新たなバイオマーカーや創薬標的分子を創出研究に繋げる。
また、様々な薬剤・化合物の感受性スクリーニングを行い、代謝応答システムの理解を深め、耐性機序の解明や新規治療方法の考案を行う。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Methylmercury directly modifies the 105th cysteine residue in oncostatin M to promote binding to tumor necrosis factor receptor 3 and inhibit cell growth2023

    • Author(s)
      Toyama Takashi、Xu Sidi、Kanemitsu Yoshitomi、Hasegawa Takashi、Noguchi Takuya、Lee Jin-Yong、Matsuzawa Atsushi、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • Journal Title

      Archives of Toxicology

      Volume: 97 Issue: 7 Pages: 1887-1897

    • DOI

      10.1007/s00204-023-03520-5

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マルチオミクス解析から紐解くがん放射線耐性2024

    • Author(s)
      金光 祥臣、 松本 雅記
    • Organizer
      第144回日本薬学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] LC-MS/MS を用いたがん細胞の主要メタボローム絶対定量系の構築と代謝解析への応用2023

    • Author(s)
      金光 祥臣、小林 大樹、中谷 航太、和泉 自泰、馬場 健史、松本 雅記
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 免疫細胞におけるメトホルミンによる代謝シフトメカニズムのトランスオミクス解析2022

    • Author(s)
      出野泉花, 岩崎由希子, 金光祥臣, 丸山順一, 冨田勝, 幡野敦, 柚木克之
    • Organizer
      日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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