| Project/Area Number |
23K24071
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| Project/Area Number (Other) |
22H02809 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48030:Pharmacology-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
金井 好克 大阪大学, ヒューマン・メタバース疾患研究拠点, 特任教授(常勤) (60204533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大垣 隆一 大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (20467525)
岡西 広樹 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70792589)
徐 旻恵 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20910201)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
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| Keywords | アミノ酸トランスポータ / 細胞周期 / 細胞休眠化 / シグナル情報伝達 / アミノ酸トランスポーター |
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| Outline of Research at the Start |
がん細胞の活発な増殖や成長は、栄養であるアミノ酸の取り込みによって支えられている。LAT1は、がん細胞に多くの必須アミノ酸を取り込む輸送体分子「トランスポーター」である。LAT1阻害薬（LAT1の機能を抑制する化合物）は、新たな抗がん薬として期待されている。本研究は、申請者らが見出した、「LAT1阻害薬によるアミノ酸取り込みの抑制が、細胞周期を停止させてがんを休眠化させる作用」の仕組みを解明する。抗がん薬としてLAT1阻害薬ががん細胞に及ぼす作用を詳細に明らかにするとともに、アミノ酸による分化、老化、癌化、細胞死といった細胞の運命決定の分子機構解明にも貢献が期待できる研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん細胞の活発な増殖や成長は、栄養素であるアミノ酸の取り込みによって支えられている。LAT1（L-type amino acid transporter 1; SLC7A5）は、がん細胞に多くの必須アミノ酸を取り込む輸送体分子「トランスポーター」であり、LAT1阻害薬は新たな抗悪性腫瘍薬として臨床試験の途上にある。本研究は、申請者らが見出した、「LAT1阻害薬によるアミノ酸取り込みの抑制が細胞周期を停止させてがんを休眠化させる作用」の仕組みを解明するものであり、抗悪性腫瘍薬としてLAT1阻害薬ががん細胞に及ぼす作用を詳細に明らかにするとともに、アミノ酸による分化、老化、癌化、細胞死といった細胞の運命決定の分子機構解明にも貢献が期待できる研究として進行させている。具体的には、「LAT1阻害薬によるアミノ酸取り込みの抑制が、細胞周期を停止させてがんを休眠化させる作用」を検証し、その仕組みを解明することを目的としている。本研究において、血清除去により制限チェックポイント（R）で停止した膵臓がん細胞を用いて、LAT1阻害薬が血清添加による細胞周期再開後のG0/G1-S移行を大幅に抑制することを見出した。この細胞周期進行の遮断には、p38 MAPKの持続的な活性化と、それに続くサイクリンD1のリン酸化依存性のプロテアソーム分解が伴っていた。p38 MAPKのアイソフォーム特異的ノックダウンにより、p38αの主要な寄与が明らかになった。プロテアソーム阻害薬はサイクリンD1量を回復し、LAT1阻害薬によって引き起こされる細胞周期停止を解除した。p38 MAPKのリン酸化の増加とサイクリンD1の減少は、LAT1阻害薬で処理した異種移植腫瘍モデルにおいてもin vivoで再現できた。
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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
本研究の研究目的である「LAT1阻害薬によるアミノ酸取り込みの抑制が細胞周期を停止させてがんを休眠化させる作用」の仕組みの解明に向けて、血清除去により制限チェックポイント（R）で細胞周期を停止させたのち血清添加によって細胞周期が再開する際に、LAT1阻害薬を添加することでG0/G1-S移行が大幅に抑制する現象を見出し、本年度の研究において、その機序を明らかにすることができた。本研究の目的の重要な部分を本年度の研究で達成できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究が対象とするシグナル経路は、アミノ酸アベイラビリティを参照して増殖因子の作用に干渉する新たな細胞周期制御機構と想定され、LAT1阻害薬の作用機序の理解とともに、細胞周期制御と深く関わる細胞の分化、老化、癌化、細胞死を含めた運命決定とその制御の研究においても貢献が期待されるものである。この観点から、本年度では、LAT1阻害薬によりp38MAPKのリン酸化が上昇する機序と、アミノ酸アベイラビリティを参照して増殖因子の作用に干渉する新たな細胞周期制御機構としてのp38MAPK-cyclin D1軸の意義を明らかにしている。令和６年度以降は、これまでの成果に基づき、具体的には、当初の計画通り以下の方針で研究を進める。「LAT1とp38MAPKをつなぐシグナル経路の同定」においては、すでに樹立したLAT1阻害薬耐性細胞株を用いて、LAT1とp38MAPKをつなぐシグナル経路を絞り込む。耐性細胞株と親株をリン酸化プロテオミクスで比較し、シグナル解析によりLAT1とp38MAPKの間を繋ぐ経路を特定する。「LAT1阻害薬とAKT阻害薬を併用した際の細胞増殖停止状態の解析」においては、LAT1阻害薬によるフィードバック経路を介した代償的AKT系の細胞周期制御における意義についての検討を継続し、LAT1阻害薬とAKT阻害薬の併用によって、細胞増殖をより強力に停止させることを実証する。「G0期停止後の休眠化の検証」においては、LAT1阻害薬によりG0期に移行させた細胞で、in vitroでの休眠状態への移行状態を検証する。
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