尿路上皮癌患者におけるD-アミノ酸発現意義の解明

Research Project

Project/Area Number	22K09523
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56030:Urology-related
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	山本顕生大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (50909653)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	木村友則国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所難治性疾患研究開発・支援センター, センター長 (00631300) 野々村祝夫大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30263263) 河嶋厚成大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (50746568) 神宮司健太郎大阪大学, 大学院薬学研究科, 特任講師(常勤) (80707571)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	Dアミノ酸 / 尿路上皮癌 / 早期血液診断薬 / 腫瘍微小環境 / 腫瘍代謝 / 腫瘍免疫 / 血液細菌叢
Outline of Research at the Start	我々は、尿路上皮癌患者の血液内に細菌遺伝情報が存在することを明らかにした。細菌叢解析ツールである16SrRNA解析では細菌の相対量しか評価できず、絶対量評価に課題がある。そこで細菌特異的代謝産物と考えられるD-アミノ酸に着目した。D-アミノ酸を網羅的に解析し、本来生体内にはごく微小量しか存在せず生理活性もないと考えられている特定のD-アミノ酸Aが尿路上皮癌の血中、および癌組織中で有意に上昇していることを発見した。本研究では、尿路上皮癌患者の生体内で有意に上昇している特定のD-アミノ酸Aの生体内での働きを解明し、尿路上皮癌の早期発見や個別化医療を実現する簡便な血液バイオマーカーの開発を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	我々は尿路上皮癌患者の血中では健常人やその他の尿路性器癌と比較して特異的に上昇している特定のD-アミノ酸Aを見出した。プレリミナリーではあるが、腎癌では異なるD-アミノ酸Pが特異的に上昇していることも確認している。これらの事実からD-アミノ酸には癌種に応じた特異的作用があることが想定される。すでに尿路上皮癌細胞株を用いたD-アミノ酸A刺激実験にて、D-アミノ酸Aは一定の環境下で尿路上皮癌の増殖促進効果があることが示唆されている。ヒトでは、尿路上皮癌患者で有意に上昇している特定のDアミノ酸を既に同定していたが、これをマウス実験に落とし込むために、まずはマウス生体内でも同様の現象がおきているのかを確認した。尿路上皮癌の担癌マウスを健常マウスとを比較し、ヒトと同様の特定のDアミノ酸が担癌マウスで有意に上昇していることを見出した。そこで、本研究をすすめるにあたり、マウスをもちいたvivo実験に意義を見出すことができた。さらに、既に行っているvitro,vivoの実験から、特定の細胞株では腫瘍増殖や浸潤・遊走能を亢進させることがわかっているが、その他の細胞株では作用をゆうさないことが分かった。マウス生体内では、皮下移植モデルではＤアミノ酸の投与により表現型に大きな変化がみられており、免疫細胞への関与がこの表現型の大きな違いに関与している可能性が示唆された。そこで、今後は免疫細胞にも注目した実験計画・研究をすすめていく予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 令和4年度に予定していた、尿路上皮癌発癌マウスの生体内でのDアミノ酸の動態を確認することができた。特定のDアミノ酸に関してはヒトと同様の結果が得られており、ヒトの尿路上皮癌の診断に有用であることが既に知見として得られているものと同様の種のDアミノ酸が単g何マウスで高値であったことが既にわかっている。しかし、公共データベースを用いてDアミノ酸の合成酵素の同定を試みたが、現在哺乳類の生体内で生合成することが可能な酵素はDセリンしか判明しておらず、データベースレベルでDアミノ酸を合成する酵素を同定することは困難であることがわかった。そこで、Dアミノ酸を対になるLアミノ酸の動態やLアミノ酸の輸送体との関連を主眼に研究・実験をシフトチェンジしていく方針としている。
Strategy for Future Research Activity	癌細胞株にDアミノ酸の添加実験、及びマウスへのDアミノ酸投与併用の発癌モデルマウス、皮下移植マウスモデルを作成する。すでに、癌細胞株への添加実験は5種類の細胞株で開始しており、順次結果を得られている。また、マウス皮下移植モデルへの投与実験も1種のマウスで開始しており、発癌モデルへの投与実験は6か月ほど期間を要するため、既に作成開始している。