希少糖D-alloseを用いた尿路上皮癌に対する新規治療法の開発

• Project/Area Number: 22K15608
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 松岡 祐貴 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (40552807)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 希少糖 / 抗腫瘍効果 / TXNIP

Outline of Research at the Start

根治切除不能尿路上皮癌に対する薬物療法は満足できる治療アウトカムに達しておらず、新たな治療戦略の確立が喫緊のUnmet needsである。希少糖は「自然界にその存在量が少ない単糖とその誘導体」と定義され、近年その様々な生理活性が明らかとなりつつある。現在までに我々は希少糖の1種であるD-alloseの尿路上皮癌に対する高い抗腫瘍効果(in vitro & in vivo）を証明した。本研究の目的は、未だ未解明の「D-alloseの尿路上皮癌に対する抗腫瘍メカニズム」を明らかにすることで、得られる成果は尿路上皮癌に対するD-alloseを用いた新規治療戦略の構築に必要な基盤的データとなる。

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究によりin vitroの結果によって、希少糖D-alloseの膀胱癌細胞に対するTXNIPの発現を介したROS濃度上昇による抗腫瘍効果を証明した。
2023年度の研究では、D-alloseの経口投与の抗腫瘍効果と安全性を検証すべく、ヒト尿路上皮癌細胞(RT112)を皮下移植したxenograft mice modelにD-allose（400mg/kg）を経口投与した。D-allose投与群ではコントロール群(生理食塩水投与)と比較して腫瘍体積の増大が有意に抑制された。また腫瘍組織の病理学的評価では、D-allose投与群で腫瘍組織内の壊死面積の増加、腫瘍細胞の核分裂割合の減少を示した。さらにD-allose投与群でマウス体重への影響は認めず、肝や腎に病理学的な組織学的変化を認めなかった。以上、in vivoの結果によって、D-alloseの経口投与は有害反応なく、腫瘍体積の増大を抑制し、腫瘍細胞の分裂を低下させることを証明した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の目的は予備実験により証明された希少糖D-alloseのヒト尿路上皮癌細胞に対する抗腫瘍効果におけるメカニズムを解明することである。
現在までにTXNIPの発現とROS濃度の上昇が関与していることが明らかとなった。また、動物実験によりD-allosenの経口投与が抗腫瘍効果を示すことが証明された。これはメカニズム解明の第一段階としておおむね順調な経過といえる。

Strategy for Future Research Activity

D-alloseの尿路上皮癌細胞内への取り込みメカニズムを解明する。。1) D-Alloseが誘導する抗腫瘍効果の詳細を解析（PI-FACS, Migration assay,
Invasion assay等）2) 3種類のヒト膀胱癌株 (RT112、253J、J82)を用い、D-alloseとの共培養の有無で2群に分け、Agilent Technologies社
のSurePrint G3 Human Gene Expression 8x60K v3にて遺伝子発現プロファイル解析を行い、Log22以上のup-/down-regulationを示す抗腫瘍作
用に影響を及ぼす候補遺伝子を抽出する (Fold-Change analysis)。3) 候補遺伝子を用いて抗腫瘍効果に関連したシグナルを同定する (DAVID
’s pathway analysis)。4) 関連するシグナル遺伝子のmRNA と Proteinの D-allose投与による発現変化をリアルタイムPCR法 と Western bl
otting法で解析する。5) ターゲット遺伝子の変化をin vivo腫瘍組織の解析でも証明する（PCR法 と Western blotting法）。