Molecular and cellular mechanisms about the acquired radioresistance in cancer

Research Project

Project/Area Number	22K07749
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research Institution	Nagasaki University
Principal Investigator	浦田芳重長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 特任研究員 (30185087)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	後藤信治長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (50186889) 李桃生長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50379997)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) 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)
Keywords	放射線治療抵抗性 / エクソソーム / 癌関連線維芽細胞
Outline of Research at the Start	反復照射による癌細胞の放射線耐性獲得は、がん放射線治療における長年の難題である。本研究は、「癌関連線維芽細胞から分泌されるエクソソームが癌細胞の放射線治療獲得耐性に寄与する」との仮説を立て、がん放射線治療分野において長年の難題である癌細胞の放射線耐性獲得に関わる分子・細胞機序を解明すると共に、有効な解決策を新たに見出すことを目的とした。
Outline of Annual Research Achievements	マウス大腿部皮下にルイス肺癌細胞を注入し、成長してきた腫瘍組織から癌関連線維芽細胞（CAF）を単離・培養増幅し、以下の実験を行った。 CAFはそれぞれ0、1、5 GyのX線で照射した48時間後に、培養上清を収集し、エクソソームを精製・採取した。精製・採取したエクソソームはウエスタンブロット法によるCD63の発現で、その純度を確認できた。また、精製・採集したCAF由来エクソソームをヒトHCT8大腸癌細胞およびヒトMCF7乳癌細胞に添加培養を行い、培養後3日目に癌細胞を2 GyのX線に曝し、細胞生存、DNA損傷、およびコロニー形成能により放射線感受性を定量評価した。これまでの実験結果から、培養上清から採取できたCAF由来エクソソームは、その量と純度に大差がなかった。また、対象群（0 Gy）と比べ、1 Gyと5 GyのX線で照射したCAF由来エクソソームの添加培養は、HCT8大腸癌細胞およびMCF7乳癌細胞の形態に明らかな変化が観察できず、細胞の生存率にも有意な影響を及ぼさなかった。しかし、2 Gy追加照射後のHCT8大腸癌細胞およびMCF7乳癌細胞は、1 Gyで照射したCAF由来エクソソームの添加培養では5 Gyで照射したCAF由来エクソソームの添加培養より、コロニー形成数が有意に高値であり、DNA傷害の程度（gamaH2Ax染色）も明らかに少なかった。これらの結果から、1 Gyで照射したCAF由来エクソソームは、癌細胞の放射線耐性を誘導することが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 年度内に計画していた実験は、ほぼ予定通りで実施できた。また、これまでの結果から、より低めの線量（１Gy）で照射したCAFから放出されるエクソソームは、癌細胞の放射線耐性を誘導することが示唆された。
Strategy for Future Research Activity	これまでの結果に基づき、癌細胞の放射線耐性を誘導する潜在的分子および関連シグナルを標的とした介入治療を行い、in vitro実験で癌細胞の放射線耐性誘導への軽減効果を確かめた後、最終的には担癌マウスを用いて悪性腫瘍の放射線治療獲得耐性に対する阻止・緩和効果を調べる。