| Project/Area Number |
23K06140
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
佐藤 聡 東京理科大学, 薬学部薬学科, 准教授 (40530663)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 長鎖非コードRNA / ネクローシス / アポトーシス / 細胞死制御 / 壊死 / 腫瘍崩壊症候群 / 細胞死モード / 核酸創薬 |
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| Outline of Research at the Start |
がん治療において、アポトーシスは、がん細胞の速やかな退縮・消失で抗がん作用が示される一方、ネクローシスは、炎症を誘発するなど副作用を引き起こす。この2つの細胞死経路に立脚した新たながん治療戦略が期待されるが、有効な方法は確立されていない。長鎖非コードRNA（lncRNA）はがんの増殖や生存に重要であり、申請者らは、2つの細胞死モードの切り替えに働くlncRNA候補の同定に成功した。本研究では、細胞死モードを制御するlncRNAを特定し、細胞死の制御機構を解明する。また、細胞死制御lncRNAを標的とする革新的な制がん性核酸医薬の創製を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ネクローシスとアポトーシスの細胞死モードを制御する長鎖非コードRNA（long noncoding RNA；lncRNA）を特定し、lncRNAによる細胞死の制御機構を解明する。また、細胞死制御lncRNAによるネクローシスをアポトーシスに切替える革新的な制がん性核酸医薬の創製を目指す。令和５年度は以下の研究成果を得た。
① 細胞死モデル細胞のネクローシスとアポトーシスにおいて、ネクローシス細胞で発現量が高く、細胞死制御性miRNA（miR-351-5p、miR-743a-3p）、および細胞死制御因子のmRNA（Hsp90aa1/ab1/b1、Ahsa2、Lmnb1、Kra19）と相互作用が予測されるlncRNAを同定した。
② ネクローシス細胞の該lncRNAを特異的siRNAでノックダウンすると細胞死形態がネクローシスからアポトーシスに切替わることを明らかにした。
③ 該lncRNAには核局在型と細胞質局在型があり、特異的siRNAのノックダウン効率は50％程度であった。ノックダウン効率が機能解析には不十分であると考え、複数のsiRNA配列の設計と検討を行った。また、核局在lncRNAのノックダウンを目的にアンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）の配列、修飾の検討を行った。検討の結果、ノックダウン効率が80％程度の特異的ギャップマーASOの設計に成功した。
④ ヒト大腸がんHCT116細胞を特定の条件で３次元培養下、腫瘍塊形成させることによるin vitro腫瘍崩壊症候群モデルを作出した。また、腫瘍塊崩壊時に細胞傷害マーカーのlactate dehydrogenase（LDH）の漏出が起こることを明らかにした。
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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
細胞死制御lncRNAとして同定したlncRNAは核局在型と細胞質局在型があり、特異的siRNAを用いたノックダウンではそのノックダウン効率が50％程度と核内の該lncRNAをノックダウン出来ないことにより効果が不十分であった。そこで、アンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）の設計と修飾を検討した結果、ノックダウン効率が80％程度の標的lncRNA特異的ASOを設計することに成功した。これにより、マウスの該lncRNAを標的とするASOの配列設計と修飾検討のデータを参考にヒトの該lncRNAに特異的なASOの配列と修飾の検討を行い核酸医薬として利用可能なASOを設計、合成できると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和５年度の研究成果を基に、以下のような研究を実施する。
① 本細胞死モデルにおいて、特異的アンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）を用いて、該細胞死制御lncRNAの細胞死制御における役割と腫瘍生物学的な特徴を解析する。
② in vitro腫瘍崩壊症候群モデルにおいて、該lncRNAを特異的ASOによりノックダウンし、3次元培養時の腫瘍塊内部の壊死がアポトーシスに切替わるか解析する。また、該lncRNAのノックダウンにより、腫瘍塊形成が抑制されるか併せて調べる。
③ 複数のヒト培養がん細胞において、該lncRNAを特異的ASOによりノックダウンした際に放射線照射後の細胞死がネクローシスからアポトーシスに切替わるか解析する。また、該lncRNAのノックダウンにより、細胞増殖が抑制されるか併せて調べる。
④ ヒト培養がん細胞を移植した腫瘍モデルマウスにおいて、該lncRNAを特異的ASOによりノックダウンした際の腫瘍壊死への影響と腫瘍抑制効果について解析する。
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