The development of molecular-targeted drugs targeting lipid metabolism in NF2/CDKN2A-deficient malignant mesothelioma

• Project/Area Number: 22K08985
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55040:Respiratory surgery-related
• Research Institution: Aichi Medical University
• Principal Investigator: シバスンダラン カルナン 愛知医科大学, 医学部, 講師 (30557096)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 秀樹 愛知医科大学, 病理, 客員研究員 (90303619)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: ゲノム編集 / 悪性胸膜中皮腫 / FASN / NF2 / p16INK4a / 治療薬探索

Outline of Research at the Start

悪性胸膜中皮腫は、アスベスト曝露に関連し、患者数は年々増加傾向にある。患者の多くは進行した状態で診断され、化学療法と免疫チェックポイント阻害薬の併用療法が行われているが、その効果は極めて限定的である。悪性中皮腫では、分子標的薬の直接的な標的となるがん遺伝子の変異の頻度は少なく、癌抑制遺伝子である細胞周期制御遺伝子CDKN2A，神経線維腫症2型遺伝子NF2, BAP1の不活化変異が高頻度に検出される。しかし、これらの癌抑制遺伝子異常が中皮腫の発症にどのように関与するのかは未だ不明であり、中皮腫の発症と進展に関わる分子病態の解明と新しい治療薬の開発が切望されている。

Outline of Annual Research Achievements

中皮腫(MM)はアスベストの曝露が原因とされ、発病までの期間は約20-30年と言われている。いまだに、治療が難しいことで知られているがその理由として、呼吸困難や息切れなどの自覚症状が出たり、画像で胸膜の肥厚が認められたときにはすでに進行していることが多いことが挙げられる。また、アスベストの曝露による中皮腫発症の分子メカニズムは明らかになっておらず、早期診断マーカ－や分子標的薬の開発が望まれている。中皮腫では、がん抑制遺伝子である神経線維腫症2型遺伝子NF2, p16INK4a. BAP1遺伝子のゲノム異常が高頻度で検出されているがこれらの遺伝子の中皮腫発症における役割は不明である。またNF2/p16 INK4a, NF2/BAP1の組み合わせで同時に不活化している症例が多い。しかし、これらの遺伝子異常がMM発症にどのように関わっているのかは不明であり、MMの発症と進展に関わる分子病態の解明とそれに基づく新しい分子標的薬の発見が望まれる。年度申請者は、正常中皮細胞 (MeT-5A, HMOC) に対してゲノム編集を行い、 (NF2-/-，p16 INK4a-/-) 二重欠失細胞を樹立し分子標的と治療薬候補の探索を行い、遺伝子発現解析から、新規分子標的候補としてFASNを見だし、この二重欠失細胞と400個の化合物ライブラリーを用いた薬剤感受性試験を行い、セルレニンを発見した。また、申請者はＭMの化学療法剤であるシスプラチンまたはペメトレキセドと比較すると、阻害剤セルレニンは二重欠損株に対して細胞生存率を有意に低下した。さらに、免疫不全マウスに二重欠失 MM 細胞を移植したin vivo実験において、脂肪酸代謝経路阻害剤セルレニンの腫瘍増殖抑制効果を検討した。その結果、セルレニン投与のマウスでは、コントロールマウス比べて有意に腫瘍体積の低下が観察された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定通りに進んでいます。

Strategy for Future Research Activity

cDNAマイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析を行い、癌抑制遺伝子NF2, p16, BAP1の制御を受ける下流標的遺伝子を解析する。さらに、ヒートマップ解析やデータベ－スを用いた解析から同定されたNF2, p16, BAP1の標的分子は中皮腫の新たな治療戦略のための分子標的候補や診断マーカーとして検討する。
遺伝子異常に基づいた阻害剤の探索と創薬向けた基礎的検討を行う。具体的には(NF2-/-，p16INK4a-/-)二重欠失や（BAP1-/-, p16INK4a-/-）二重欠失細胞を用いて新たに約1600個の化合物ライブラリーを用いて，MPM細胞に選択的な阻害効果を示す化合物の探索を行う．MTTアッセイによるスクリーニング試験とIC50値から，増殖に対する阻害効果を判定する．本研究では、二重欠失細胞株に対する脂肪酸代謝経路阻害剤セルレニンの作用機序を解析し、抗腫瘍効果の分子機構の解明を目指す。

Research Products

• [Journal Article] ARK5 enhances cell survival associated with mitochondrial morphological dynamics from fusion to fission in human multiple myeloma cells. (2024)
  • Author(s): Karnan S, Hanamura I, Ota A, Vu LQ, Uchino K, Horio T, Murakami S, Mizuno S, Rahman ML, Wahiduzzaman M, Hasan MN, Biswas M, Hyodo T, Ito H, Suzuki A, Konishi H, Tsuzuki S, Hosokawa Y, Takami A.
  • Journal Title: Cell Death Discov. Volume: 10(1):56. Issue: 1 Pages: 56-56
  • DOI: 10.1038/s41420-024-01814-w
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Leucine zipper protein 1 (LUZP1) regulates the constriction velocity of the contractile ring during cytokinesis. (2024)
  • Author(s): Hyodo T, Asano-Inami E, Ito S, Sugiyama M, Nawa A, Rahman ML, Hasan MN, Mihara Y, Lam VQ, Karnan S, Ota A, Tsuzuki S, Hamaguchi M, Hosokawa Y, Konishi H.
  • Journal Title: FEBS J. Volume: 291(5) Issue: 5 Pages: 927-944
  • DOI: 10.1111/febs.17017
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Establishment of Mucoepidermoid Carcinoma Cell Lines from Surgical and Recurrence Biopsy Specimens (2023)
  • Author(s): Yamanaka S, Suzuki S, Ito H, Sivasundaram K, Hanamura I, Okubo I, Yoshikawa K, Ono S, Takahara T, Satou A, Tsuzuki T, Ueda R, Ogawa T, Fujimoto Y.
  • Journal Title: International journal of molecular sciences Volume: 24 Issue: 2 Pages: 1722-1722
  • DOI: 10.3390/ijms24021722
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Inhibition of VEGFR2 and EGFR signaling cooperatively suppresses the proliferation of oral squamous cell carcinoma. (2023)
  • Author(s): Onda M, Ota A, Ito K, Ono T, Karnan S, Kato M, Kondo S, Furuhashi A, Hayashi T, Hosokawa Y, Kazaoka Y.
  • Journal Title: Cancer Med. Volume: 12(15) Issue: 15 Pages: 16416-16430
  • DOI: 10.1002/cam4.6282
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Flow cytometry-based quantification of genome editing efficiency in human cell lines using the L1CAM gene. (2023)
  • Author(s): Hasan MN, Hyodo T, Biswas M, Rahman ML, Mihara Y, Karnan S, Ota A, Tsuzuki S, Hosokawa Y, Konishi H.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 18(11) Issue: 11 Pages: 16416-16430
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0294146
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] <scp>PDZ</scp> ‐binding kinase inhibitor <scp>OTS514</scp> suppresses the proliferation of oral squamous carcinoma cells (2023)
  • Author(s): Kato Mikako、Ota Akinobu、Ono Takayuki、Karnan Sivasundaram、Hyodo Toshinori、Rahman Md Lutfur、Hasan Muhammad Nazmul、Onda Maho、Kondo Sayuri、Ito Kunihiro、Furuhashi Akifumi、Hayashi Tomio、Konishi Hiroyuki、Tsuzuki Shinobu、Hosokawa Yoshitaka、Kazaoka Yoshiaki
  • Journal Title: Oral Diseases Volume: in press Pages: 223-234
  • DOI: 10.1111/odi.14533
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Long noncoding RNA profile of the intracranial artery in patients with moyamoya disease (2023)
  • Author(s): Mamiya Takashi、Kanamori Fumiaki、Yokoyama Kinya、Ota Akinobu、Karnan Sivasundaram、Uda Kenji、Araki Yoshio、Maesawa Satoshi、Yoshikawa Kazuhiro、Saito Ryuta
  • Journal Title: Journal of Neurosurgery Volume: 138 Issue: 3 Pages: 709-716
  • DOI: 10.3171/2022.5.jns22579
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Accumulation of versican and lack of versikine ameliorate acute colitis (2022)
  • Author(s): Islam Shamima、Jahan Nushrat、Shahida Arbee、Karnan Sivasundaram、Watanabe Hideto
  • Journal Title: Matrix Biology Volume: 107 Pages: 59-76
  • DOI: 10.1016/j.matbio.2022.02.004
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cytotoxicity of Callerya speciosa Fractions against Myeloma and Lymphoma Cell Lines (2022)
  • Author(s): Lam Vu Quang、Anh La Hoang、Quan Nguyen Van、Xuan Tran Dang、Hanamura Ichiro、Uchino Kaori、Karnan Sivasundaram、Takami Akiyoshi
  • Journal Title: Molecules Volume: 27 Issue: 7 Pages: 2322-2322
  • DOI: 10.3390/molecules27072322
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Correction of a CD55 mutation to quantify the efficiency of targeted knock-in via flow cytometry (2022)
  • Author(s): Rahman Md. Lutfur、Hyodo Toshinori、Hasan Muhammad Nazmul、Mihara Yuko、Karnan Sivasundaram、Ota Akinobu、Tsuzuki Shinobu、Hosokawa Yoshitaka、Konishi Hiroyuki
  • Journal Title: Molecular Biology Reports Volume: - Issue: 7 Pages: 6241-6248
  • DOI: 10.1007/s11033-022-07422-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cell surface expression of human<scp>RP105</scp>depends on<i>N</i>‐glycosylation of<scp>MD</scp>‐1 (2022)
  • Author(s): Biswas Mrityunjoy、Yamazaki Tatsuya、Tomono Susumu、Karnan Sivasundaram、Takagi Hidekazu、Ichimonji Isao、Inui Masanori、Nagaoka Fumiaki、Hosokawa Yoshitaka、Akashi‐Takamura Sachiko
  • Journal Title: FEBS Letters Volume: 596 Issue: 24 Pages: 3211-3231
  • DOI: 10.1002/1873-3468.14452
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research