| Project/Area Number |
22K19390
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
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| Research Institution | Kanazawa Medical University |
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Principal Investigator |
石垣 靖人 金沢医科大学, 総合医学研究所, 教授 (20232275)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 有香 金沢医科大学, 総合医学研究所, 助手 (00565632)
小屋 照継 金沢医科大学, 医学部, 助教 (70807164)
安本 和生 金沢医科大学, 医学部, 教授 (90262592)
堀江 哲寛 金沢医科大学, 総合医学研究所, 助教 (00965139)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 抗がん剤 / mRNA分解経路 / RBM8A / 突然変異 |
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| Outline of Research at the Start |
幸い肺がんなどではEGFRの多数の変異に対応する治療薬や併用プロトコールが続々と開発されている。それでも、なお特異的な標的を目指した化学療法に厳然とした限界がある以上、新しいコンセプトの治療薬シーズの開発は常に必要とされている。そこで、欠損した遺伝疾患の患者が生存できて成人できるY14遺伝子の阻害に着目した。Y14に関するsiRNAの報告は多数あるが、化合物ライブラリーからのスクリーニングに成功すれば、新規の抗がん剤シーズとして有望であることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん細胞におけるゲノムDNA中の突然変異の蓄積は、特に肺がんや悪性黒色腫にて顕著であることが知られている。少なくとも突然変異の一部は、タンパク質のアミノ酸配列の変化を引き起こし、ネオアンチゲンとして発現することで、免疫チェックポイント阻害薬の標的となる。このような免疫療法の標的分子はゲノムにおける突然変異由来の変異タンパク質であるが、DNAに変異が蓄積すれば翻訳の鋳型となるmRNAの配列にも多様な変異が蓄積していることが知られている。その中でもナンセンス変異を持つmRNAは細胞内でNMD(nonsense mediated mRNA decay)と呼ばれる品質管理機構により選択的に分解されるために翻訳に至らず、通常変異型タンパク質はほとんど発現していない。一方で、NMDを薬剤などで人為的に阻害することにより多種多様な変異タンパク質を生じることも知られている。このため、がん細胞においてNMDを阻害することは、異常なタンパク質の生成を引き起こし、細胞内恒常性を破綻させると共に、免疫系に捕捉されやすくなり腫瘍細胞の死滅を誘導できる。今回は、未発表データを蓄積するとともに、本着想の解説文を細胞誌に上梓することができた。さらに、最近発展してきたデータサイエンスの手法を応用することで、ヒト肺がん細胞での公共データの統合解析と培養細胞における遺伝子発現解析を組み合わせることにより、新たながん幹細胞の標的遺伝子の同定を行うことができた。
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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
NMDには、スプライシング因子をはじめとする多様な因子が複合体を形成して関与することが知られており、代表的な関連因子としてUpf-1,2,3あるいはSMG-1,5,6,7などが知られている。本申請において標的としてきたY14(RBM8A)はMagohと呼ばれる因子とともにヘテロダイマーを形成してNMDに寄与している。これまでに各因子のノックダウンやノックアウト系が多数報告されてきており、多くの場合には特定の細胞種におけるアポトーシス誘導、個体レベルでの胎生致死やヒトでの疾患を誘発することが知られている。また、スプライシングや翻訳を阻害できる化合物によるNMD活性の阻害効果も報告されており、シクロヘキシミド (研究代表者ら、2001年など)に加え、2007年のLejeuneらのグループの報告、2011年のGardnerらの報告、Ohnoらの未発表成果(2016年)が知られているものの、いまだにがん患者への投与時において安全性に優れた抗がん剤シーズとしての成果は報告されていない。我々はスプライシング、NMDの阻害剤、化合物ライブラリーおよびsiRNAライブラリーを利用して、培養している腫瘍細胞への致死効果をコントロールに比較して効率よく誘導できる系を確立しつつある。さらに、がん幹細胞での効果を検討していくために、公共データベースの統合解析により、本研究の幹細胞への適用拡大を意図した解析も同時に進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに検証実験を行なって決定してきた細胞致死条件において、細胞内トランスクリプトームに生じる変化をRNA-seqにより明らかにする。研究の狙い通りにNMD標的遺伝子（変異を持たないがNMDにより発現が抑制されている遺伝子群）のmRNA発現上昇が生じていること、さらには変異を持つmRNA量が上昇していること、およびそこから生じている可能性があるネオアンチゲン分子を同定することで、バリデーションを行う。この解析については、石垣、堀江、小屋が担当して実施する予定である。特に細胞致死効果が、培養腫瘍細胞においてどのような機序でネクローシスやアポトーシスに繋がるのかを処理時間を追って明らかにする。RNA-seqによるトランスクリプトーム解析から明らかになる応答パスウエイとしては、細胞死関連因子の変動が予想されるために、これらのパスウエイについては、タンパク質レベルにおいても解析を実施する。次世代シーケンサーによる解析については、研究を迅速に進めるために外注し、解析については研究分担者の中村と堀江が担当して速やかに実施する。培養細胞での実験で最適化された腫瘍細胞の処理条件をインビボで検討する。マウスまたはヒト由来腫瘍細胞をマウスに移植し、上記実験で得られたシーズを投与して腫瘍の縮小により抗腫瘍効果を解析し、免疫系細胞の集積を免疫染色により検証する。動物実験は中村と安本が担当する。さらに、石垣が企業との提携を模索し知財化を図るとともに、ライセンスアウト先を探す予定である。
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