染色体不安定性細胞優先的に細胞増殖を抑制する食品成分の探索と作用機序の解明

• Project/Area Number: 24K14671
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 叶 奈緒美 山形大学, 農学部, 准教授 (30780267)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 染色体不安定性 / 食品成分 / がん / ライブセルイメージング / イソチオシアネート

Outline of Research at the Start

多くのがん組織では染色体不安定性（Chromosomal instability: CIN）をもつ細胞が特徴的に見られるため、このCIN細胞の脆弱な染色体分配機構に負荷を与えることで、CIN細胞優先的に増殖を抑制するという新たな制がん戦略が注目されつつある。本研究では、CIN細胞優先的に細胞増殖を抑制する食品成分の探索と作用機序の解明を試みる。

Outline of Annual Research Achievements

多くのがん組織では染色体不安定性（Chromosomal instability: CIN）をもつ細胞が見られるため、このCIN細胞の脆弱な染色体分配機構に適度な負荷を与えることで、CIN細胞優先的に増殖を抑制するという新たな制がん戦略が注目されつつある。我々は、CINの性質を持つ細胞に対して優先的に増殖を抑制する食品成分としてベンジルイソチオシアネート（BITC）を同定した。しかし、その詳細な作用分子機構は未解明であり、BITCと同様の効果を発揮する食品成分が存在するかどうかについても不明である。そこで、本研究では、CIN細胞優先的に細胞増殖を抑制する食品成分の探索と作用機序の解明を試みた。BITCが動原体タンパク質Mis12の減少を介してヒト大腸がん細胞の増殖を抑制し、その作用はMis12過剰発現で減弱し、BITCの細胞増殖抑制作用はCIN細胞優先的に誘導されることが分かっている。今年度は、Mis12発現量とBITCのCIN細胞優先的な細胞増殖抑制作用との関連性を検討するため、非CIN細胞とCIN細胞において、基底状態およびBITC処理後のMis12タンパク質レベルを比較した。非CIN細胞として、TIG-1とhTERT-RPE-1を、CIN細胞として、HeLaとSW480を用いた。その結果、基底状態のMis12タンパク質レベルは非CIN細胞に比べてCIN細胞で高く、Mis12基底レベルは染色体数に起因している可能性が考えられた。また、BITCによるMis12タンパク質レベル減少作用は、非CIN細胞よりもCIN細胞において顕著にみられ、CINは BITCによるMis12減少作用に対する感受性を高めることが示唆された。よって、CIN細胞はBITCのMis12減少作用に対する感受性が高く、このことがBITCのCIN細胞優先的な細胞増殖抑制作用に貢献している可能性が示された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

今回得られた結果は、BITCのCIN細胞優先的な細胞増殖抑制作用は、BITCのMis12減少作用に対する感受性がCIN細胞で高いことに起因している可能性を示すものであり、予想通りであった。

Strategy for Future Research Activity

BITCは非CIN細胞よりもCIN細胞において顕著にMis12タンパク質レベルを減少させ、染色体分配異常を誘導し、細胞増殖を抑制した。今後は他のITCであるスルフォラファン、アリルイソチオシアネート、フェネチルイソチオシアネートもBITCと同様の効果を発揮するか検証する。