１２型コラーゲンの骨肉腫抑制作用と新規治療標的としての可能性の検討

Research Project

Project/Area Number	23K15752
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research Institution	Okayama University of Science
Principal Investigator	梶川修平岡山理科大学, 獣医学部, 助教 (60846848)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000) Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	12型コラーゲン / 骨肉腫 / １２型コラーゲン / 骨代謝
Outline of Research at the Start	骨肉腫は悪性度の高いがんで、患者はしばしば四肢の切断を余儀なくされる。そのため、骨肉腫に対する有効な予防、治療法の確立は喫緊の課題である。12型コラーゲンは主に骨芽細胞に発現し、その細胞形態や細胞間コミュニケーションを制御する重要な因子であることから、骨芽細胞系譜由来のがんである骨肉腫において示されていない役割を持っていると推測された。そこで本研究では、12型コラーゲン発現を変化させた骨肉腫細胞株や骨肉腫モデルマウスを用いて、12型コラーゲンの骨肉腫における役割を解明し、治療ターゲットとしての可能性を検討する。本研究成果は骨肉腫に対する四肢の切断に寄らない新たな治療法確立への貢献が期待される。
Outline of Annual Research Achievements	骨肉腫は悪性度の高いがんで、患者はしばしば四肢の切断を余儀なくされる。そのため、骨肉腫に対する有効な予防、治療法の確立は喫緊の課題である。12型コラーゲンは主に骨芽細胞に発現し、その細胞形態や細胞間コミュニケーションを制御する重要な因子であることから、骨芽細胞系譜由来のがんである骨肉腫において示されていない役割を持っていると推測された。そこで本研究では、12型コラーゲン発現を変化させた骨肉腫細胞株や骨肉腫モデルマウスを用いて、12型コラーゲンの骨肉腫における役割を解明し、治療ターゲットとしての可能性を追求することを目的とした。前実験として、ヒト骨肉腫患者の腫瘍組織、及び、骨肉腫モデルマウスに形成された腫瘍組織の網羅的遺伝子発現データを解析したところ、12型コラーゲン遺伝子の発現が骨肉腫において低下していることを見出した。また、ヒト、マウス由来の様々な骨肉腫細胞株の12型コラーゲン遺伝子発現をリアルタイムqPCRで定量したところ、検体同様、12型コラーゲンの発現が低下していた。そこで12型コラーゲンと悪性度の関係を検討するため、骨肉腫細胞株の中で低悪性度かつ比較的12型コラーゲンの発現が高かった細胞株に対してshRNAを用いて12型コラーゲン恒常的発現低下株を、一方で、骨肉腫細胞株の中で高悪性度かつ比較的12型コラーゲンの発現が低かった細胞株に対してPiggyBac Transposon Vectorシステムを用いて恒常的高発現株を作製した。それらの細胞株の増殖能を測定したところ、コントロールと比較して、前者では増殖能の亢進が、後者では低下が認められた。これらのことから12型コラーゲンは骨肉腫の増殖を負に制御することで骨肉腫を抑制している可能性を現時点までに見出している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 2023年度に骨肉腫細胞株における12型コラーゲンの機能を調べるうえで必須である当該遺伝子の発現低下株および過剰発現株の作製を行い、悪性度変化の一端を解析出来ている。しかしながら、予想以上にベクター作製および細胞作製に時間がかかり、やや遅れ気味となっている。
Strategy for Future Research Activity	上述した作製した12型コラーゲン発現低下および過剰発現骨肉腫細胞株を用いて、１) 12型コラーゲンが骨肉腫の悪性度に関与しているか、２) 骨肉腫自然発症モデルマウスに対して、12型コラーゲン発現を欠損させることで骨肉腫病態が悪化するか、３）骨肉腫自然発症モデルマウスに対して、12型コラーゲンを強制発現させることで病態が改善するか（治療ターゲットとしての可能性があるか）、の３項目を検討する。項目１に関して、悪性度の指標となる増殖能、浸潤（遊走）能、造腫瘍能、転移能、を検討する。またマウス由来の骨肉腫細胞で得られた結果がヒト由来の細胞でも同様かも併せて検討を行う。項目２に関して、骨肉腫自然発症モデルである骨芽細胞特異的p53 欠損マウスと12型コラーゲン欠損マウスの交配を行うことで骨肉腫発症に影響があるか、を検討する。項目３に関して、骨肉腫自然発症モデルである骨芽細胞特異的p53 欠損マウスに対して、12型コラーゲンを発現させるウイルスベクターを処理することで骨肉腫発症に改善が認められるか、を検討する。