DNAトポイソメラーゼ機能の分子生物学的研究と癌化学療法への応用

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04151074
• Research Institution: Aichi Cancer Center Research Institute
• Principal Investigator: 安藤 俊夫 愛知県がんセンター, 生化学部, 部長 (20012693)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 公俊 大分医大, 生化, 助教授 (00153479) ; 岡田 浩佑 広島大, 医・病院, 助教授 (00034075) ; 加藤 潤一 東大, 医科研, 助手 (10194820) ; 筒井 研 岡山大, 医学部, 助教授 (70108158) ; 広瀬 進 国立遺伝研, 遺伝形質, 教授 (90022730)
• Keywords: DNAトポイソメラーゼ / 化学療法 / スーパーコイル化因子 / 核マトリックス / CPT-11 / エトポシド

Research Abstract

アドリアマイシン,エトポシド等の臨床使用の抗癌剤,開発中のCPT-11,MX-2等の有効な抗癌剤が細胞のDNAトポイソメラーゼ(トポ)を標的として殺細胞効果を発揮している事が明らかにされ,トポの重要性が注目されている。本研究ではDNAトポロジーとトポの生物学的役割を明らかにする研究と,その癌化学療法への応用研究から成る。前者では,1)種々の特異的トポ抗体を作製しトポの挙動を同定した。2)カイコとショウジョウバエのsupercoil化因子(SCF)cDNAをクローン化し抗体も調製し胚発生過程での同因子の挙動を解析した。3)DNAを核マトリックスに固定する機能を持つSP120タンパクcDNAをクローン化し抗体も調製した。蛍光抗体法によりSP120タンパクの核内局在性を同定した。4)ラットのトポIIAとトポIIBのcDNAをクローン化し,in situ法によりmRNAの組織分布を調べた所,増殖している組織にのみIIAが,また全組織にIIBmRANが検出された。特に脳内では両mRNAの分布は特徴的であり,それぞれ独自の機能を行っている事を示唆した。化療関係では1)CPT-11耐性マウス細胞では,ヒトのCPT-11耐性細胞CPT-K5と同様に細胞のトポIがCPT耐性となっていた。その変異部位は361番のGlyが,Argに,628番のValがIleに変異していた。2)エトポシド耐性ヒト小細胞肺癌細胞では野性型のトポIIαの著しい減少があり,これが耐性の原因と考えられた。また別なエトポシド耐性株では,トポIIのリン酸化が亢進していた。3)細胞培養によりトポ阻害剤と他剤との併用化学療法を試みた所,その組合せ,投与法によって拮抗的にも,相乘的にも働きうる事が示された。以上,トポの生理機能の解明によって,その化学療法への応用もより合理的となり,より有効な化学療法へと発展する事が期待される。

Research Products

• [Publications] Ono,K.,Ikegami,Y.,Nishizawa,M.& Andoh,T.: "Menogaril,an anthracycline derivative,inhibits DNA topoisomerase II by stabilizing cleavable complexes." Japanese Journal of Cancer Research. 83. 1018-1023 (1992)
• [Publications] Ishimi,Y.,Ishida,R.& Andoh,T.: "Effect of ICRF-193,a novel DNA topoisomerase II inhibitor,on Simian Virus 40 DNA and chromosome replication in vitro." Molecular anc Cellular Biology. 12. 4007-4014 (1992)
• [Publications] Ohba,R.,Tabuchi,H.& Hirose,S.: "DNA supercoiling facilitates the assembly of transcriptionally active chromatin of the adenovirus major late promoter." Biochem.Biophys.Res.Commun.186. 963-969 (1992)
• [Publications] Adachi,N.,Mitaike,M.,Ikeda,H.& Kikuchi,A.: "Characterization of cDNA encoding the mouse DNA topoisomerase II that can complement the budding yeast top2 mutation." Nucleic Acids Research. 20. 5297-5303 (1992)
• [Publications] Takano,H.,Kohno,K.,Matsuo,K.,Masuda,T & Kuwano,M.: "DNA topoisomerase-tageting antitumor agents and drug resistance." Anti-Cancer Drugs. 3. 323-330 (1992)
• [Publications] Kim,R.,Hirabayashi,N.,Nishiyama,M.,Jinushi,K.,Toge,T.& Okada,K.: "Experimental studies on biochemical modulation targeting topoisomerase I and II in human tumor xenografts in nude mice." International Journal of Cancer. 50. 760-766 (1992)
• [Publications] Andoh,T.,Ikeda,H.& Oguro,M.eds.: "Molecular biology of DNA topoisomerases and its application to chemotherapy" CRC Press,Florida, 377 (1993)