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Development of new molecular targeted therapy for osteosarcoma lung metastasis

Research Project

Project/Area Number 22K09401
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

中田 英二  岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (10649304)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宝田 剛志  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (30377428)
尾崎 敏文  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (40294459)
高尾 知佳  岡山大学, 医歯薬学域, 講師 (40612429)
山田 大祐  岡山大学, 医歯薬学域, 研究准教授 (50733680)
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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords悪性骨・軟部腫瘍 / 肺転移 / 増殖 / PRRX1 / 骨肉腫
Outline of Research at the Start

骨肉腫の20-30%は肺転移を起こし予後不良である。最近、間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell: MSC)に発現するPaired related homeobox 1 (PRRX1) という遺伝子が転移に関与すると報告されている。我々は、PRRX1の発現を抑制するとin vivoで肺転移が抑制されることを確認することにした。また、PRRX1の機能解析を行うため、PRRX1を過剰発現あるいはノックダウンさせた細胞とコントロールで発現する遺伝子をRNA sequencingを用いて比較し、遠隔転移のメカニズムの解明やPRRX1の下流シグナル経路を解析することとした。

Outline of Annual Research Achievements

骨肉腫など、悪性骨・軟部腫瘍におけるPRRX1の役割を解明するため、腫瘍の悪性度とPRRX1の発現量の関連性を臨床的に評価し、in vitroにおける機能解析を行った。当院にて手術を行った悪性骨・軟部腫瘍の術後検体にPRRX1の免疫染色を行い、染色強度と染色陽性細胞数から高発現群と低発現群に群分けし、PRRX1の発現とその患者の5年累積生存率、再発・肺転移との関連を評価したところ、免疫染色において、高発現群は低発現群に比べ5年累積生存率が低く、転移率が高かった。in vitroでは、レンチウイルスベクターを用いてPRRX1に対するshRNA(shPRRX1)を複数の肉腫細胞株に導入した。またPiggybac systemを用いてPRRX1をドキシサイクリン依存的に過剰発現させるヒトMPNST細胞株を樹立した。対照群(空ベクター導入群)とshPRRX1導入群間、対照群(ドキシサイクリン未処理群)とPRRX1過剰発現群(ドキシサイクリン処理群)間で増殖能、遊走能、浸潤能を比較した。またshPRRX1導入群では増殖能、遊走能、浸潤能が低下し、PRRX1過剰発現群では増殖能に変化はないが、遊走能、浸潤能が増加していることが分かった。PRRX1を過剰発現やノックダウンした細胞とコントロールから遺伝子を抽出しRNA Sequencingで発現する遺伝子を比べた。コントロールに比べ発現が増加あるいは低下している遺伝子を検討し、PRRX1の発現上昇による肺転移のメカニズムの解明やPRRX1の下流シグナル経路を解析した。EMT のmolecular markers であるN-cadherin, E-cadherin や核内のβ-catenin とWnt/β-catenin のターゲットである c-Myc.のレベルが上昇していた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

in vitroでは、レンチウイルスベクターを用いてPRRX1に対するshRNA(shPRRX1)を複数の肉腫細胞株に導入した。またPiggybac systemを用いてPRRX1をドキシサイクリン依存的に過剰発現させるヒトMPNST細胞株を樹立した。対照群(空ベクター導入群)とshPRRX1導入群間、対照群(ドキシサイクリン未処理群)とPRRX1過剰発現群(ドキシサイクリン処理群)間で増殖能、遊走能、浸潤能を比較した。またshPRRX1導入群では増殖能、遊走能、浸潤能が低下し、PRRX1過剰発現群では増殖能に変化はないが、遊走能、浸潤能が増加していることが分かった。PRRX1を過剰発現やノックダウンした細胞とコントロールから遺伝子を抽出しRNA Sequencingで発現する遺伝子を比べた。コントロールに比べ発現が増加あるいは低下している遺伝子を検討し、PRRX1の発現上昇による肺転移のメカニズムの解明やPRRX1の下流シグナル経路を解析した。EMT のmolecular markers であるN-cadherin, E-cadherin や核内のβ-catenin とWnt/β-catenin のターゲットである c-Myc.のレベルが上昇していた。

Strategy for Future Research Activity

今後は、PRRX1の発現上昇による肺転移のメカニズムの解明やPRRX1の下流シグナル経路を解析する。また、解析されたシグナル経路と同様の動向を示す薬剤の特定を行う。また、N-cadherin, E-cadherin や核内のβ-catenin とWnt/β-catenin のターゲットである c-Myc.の下流シグナルと同様の動向を示す薬剤を特定する。

Report

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

    (4 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Induction and expansion of human PRRX1+ limb-bud-like mesenchymal cells from pluripotent stem cells2021

    • Author(s)
      Yamada Daisuke、Nakamura Masahiro、Takao Tomoka、Takihira Shota、Yoshida Aki、Kawai Shunsuke、Miura Akihiro、Ming Lu、Yoshitomi Hiroyuki、Gozu Mai、Okamoto Kumi、Hojo Hironori、Kusaka Naoyuki、Iwai Ryosuke、Nakata Eiji、Ozaki Toshifumi、Toguchida Junya、Takarada Takeshi
    • Journal Title

      Nature Biomedical Engineering

      Volume: 5 Issue: 8 Pages: 926-940

    • DOI

      10.1038/s41551-021-00778-x

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PRRX1-TOP2A interaction is a malignancy-promoting factor in human malignant peripheral nerve sheath tumours.2023

    • Author(s)
      Takihira S, Yamada D, Osone T, Takao T, Sakaguchi M,, Nakata E, Ozaki T, Takarada T.
    • Organizer
      アメリカがん学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 悪性末梢神経鞘腫瘍においてPRRX1は転移を促進する2022

    • Author(s)
      たき平 将太
    • Organizer
      日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] MPNSTの癌幹細胞性維持に対する腫瘍内のカテコラミン合成酵素の役割2022

    • Author(s)
      片山晴喜
    • Organizer
      日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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

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