| Project/Area Number |
22K15275
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
芳賀 優弥 大阪大学, 大学院薬学研究科, 助教 (30888863)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | がん悪性転化 / 細胞老化 / 生体外化学物質 / 衛生薬学 |
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| Outline of Research at the Start |
生体異物（生体外化学物質）の発がん性は、多段階発がん説（①Initiation→②Promotion→③Progression→④Malignant change［悪性転化］）に基づき、① ～③の過程毎に分子機序解析されている。一方で④の「悪性転化」については、がんの浸潤や転移、薬剤耐性等の獲得に直結するにも関わらず、この過程に着目した毒性試験は皆無に等しい。以上から本申請では、老化毒性の視点から、がんの悪性転化への生体外化学物質の影響を先駆けて解析するものである。本研究は、化学物質の 安全性評価（特殊毒性評価）の観点で、新たに「がん悪性転化試験」の 1 つを提案するものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体外化学物質は、主に発がん過程（①Initiation→②Promotion→③Progression→④Malignant change［がん悪性転化］）の中でも初期に着目したものがほとんどである。一方、がん患者の死亡原因のほとんどは、転移や薬剤耐性などのがん悪性転化過程に集中している。本研究では、生体外化学物質のがん悪性転化に与える影響について、「細胞老化」の観点から解析し、将来的な生体外化学物質（微粒子を含む）の「老化毒性」とも呼ぶべき、細胞形質の変化の概念の確立を目指す。当該年度は、昨年度見出したベンゾピレンによる細胞老化誘導機序について更なる解析を試みた。まず、老化細胞の分泌物であるSASP（細胞老化関連分泌形質； senescence-associated secretory phenotype）について、網羅的なタンパク質変動解析を実施し、ベンゾピレン誘導性の老化細胞にて顕著に分泌が亢進する複数の分子を同定した。さらに、ベンゾピレン誘導性の老化細胞から抽出したRNAを用いて網羅的な遺伝子変動解析を実施したところ、がん悪性転化に関わる遺伝子の変動を認め、臨床データベースとの相関も認められた。今後は、当該年度に樹立したベンゾピレンなど多くの低分子有機化合物をリガンドとするAhRのノックアウト細胞株を活用し、詳細な機序解明を図ると共に異なるモデル化学物質による検討についても研究を推進する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度にモデル化学物質として用いているベンゾピレン（BP）を対象として、乳がん細胞MCF7に細胞老化を誘導すること、その細胞老化が可逆的であることを見出してきた。そこで、当該年度は、上清中のプロテオーム解析を実施することでSASPの変動について評価するとともに、細胞から抽出したRNAを用いた網羅的遺伝子変動解析を実施した。その結果、上清中タンパク質の中でもベンゾピレン特異的に誘導されるタンパク質の存在を認めた。さらに、網羅的遺伝子変動解析の結果より、ベンゾピレン曝露群において変動遺伝子が多数認められた。中でも、発現減少していた遺伝子にはPHGDHやASS1が含まれ、これらは乳がん患者のデータベースにおいて、腫瘍の悪性度に伴って減少する遺伝子であったことから、BP曝露による細胞老化に誘導のみならず、がん悪性転化が示唆された。さらに、BPによる細胞老化における受容体の関与を追求すべく、BPを始めとする多くの低分子有機化合物をリガンドとするAhRのノックアウト細胞株を樹立し、次年度の研究実施に備えた。上記のように研究計画に沿って概ね順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
AhRノックアウト細胞を用いて、BPの細胞老化誘導性におけるその受容体の関与を明らかとする。また、BPのみならず他の化学物質についても同様に細胞老化誘導性、上清のプロテオーム解析を実施することで、SASPに構成因子について、化学物質ごとのプロファイルを行う。さらに、in vivoでの検討を実施し、実際に細胞老化が転移性などのがん悪性転化表現系に寄与しているのかについて評価する。さらに、将来的な老化毒性の予防法の確立に向け、ABT263などの老化細胞除去薬によるがん悪性転化予防法の確立をin vitro, in vivoで検討する。
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