2015 Fiscal Year Annual Research Report
膵疾患における酸化ストレスのダイナミズム解明と治療応用
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15H04804
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
正宗 淳 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90312579)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱田 晋 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20451560)
田口 恵子 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20466527)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | KPCマウス / Nrf2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は当教室において導入済みであるKPCマウスにNrf2ノックアウトのバックグラウンドを導入し、全身性にNrf2発現を欠損するKPCマウスを作成して解析を行った。作成したKPC::Nrf2-/-マウスの膵組織においては典型的なNrf2標的遺伝子の一つであるNqo1発現が野生型マウスと比較して低下していることを確認し、Nrf2ノックアウトバックグラウンドが導入されたことを確認した。本マウスと通常のKPCマウスを生後90日で犠牲死させて膵組織の解析を行い、変異型Kras発現によって出現するacinoductal metaplasia (ADM)および前癌病変であるpancreatic intraepithelial neoplasia (PanIN)の出現頻度を比較したところ、KPC::Nrf2-/-マウスではPanINの頻度が減少していることが確認された。さらに野生型KPCマウスでは生後90日の時点で約20%に浸潤癌の発生を認め、一部では肝臓などへの遠隔転移を伴っていたが、KPC::Nrf2-/-マウスにおいては浸潤癌の発生は少なく、遠隔転移を来すものは認められなかった。現在はKPCマウス・KPC::Nrf2-/-マウスに発生した膵癌組織より細胞株を樹立し、KPC::Nrf2-/-マウス由来細胞では酸化ストレス誘導剤であるマレイン酸ジメチルによって細胞死が誘導されることを確認している。また、細胞増殖能の差やヌードマウスにおける腫瘍形成能の変化、ゲムシタビンや5-FUなどの抗癌剤に対する感受性を検討中である。
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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
本年度は膵発癌モデルマウスに酸化ストレス応答機構を喪失させたモデルを作成し、発癌過程が抑制されることを明らかにした。この結果は膵発癌過程にNrf2によって発現が誘導される遺伝子群が寄与していることを示唆する新たな知見であり、本研究計画の基礎となるモデルマウスとして利用が可能である。膵組織からのRNA抽出は豊富なRNase活性のためにしばしば困難であるが、一旦株化した膵癌細胞からのRNA抽出は比較的容易であり、すでに樹立した細胞株は膵癌進展過程に関わる標的遺伝子特定のための網羅的解析などに有用であると考えられる。以上の結果より、本研究計画の進捗はおおむね順調であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降はNrf2ノックアウトまたは野生型膵癌細胞株を用いて、マイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を予定している。この検討により膵癌進展過程に不可欠なNrf2標的遺伝子の同定が期待される。また、Nrf2自体を膵癌の治療標的とする可能性も考えられるため、上記の細胞株を用いてヌードマウスでの皮下移植モデルを作成し、ゲムシタビンや5-FUの効果をNrf2阻害剤が増強できるかについても検討予定である。これまでに作成したマウスは全身性のNrf2欠損バックグラウンドであるため、膵特異的なNrf2ノックアウトや骨髄移植モデルを用いた免疫細胞でのNrf2欠損モデルを作成し、どの細胞種におけるNrf2経路が膵発癌過程に寄与しているかの解析も行う。更に、Nrf2欠損のみならずNrf2経路の恒常的活性化を来すバックグラウンドの導入のため、Nrf2の分解に関わるアダプター分子であるKeap1 floxバックグラウンドをKPCマウスへ導入し、膵特異的に酸化ストレスの有無に関わらずNrf2が活性化し続けるモデルマウスの作成に着手する。この実験により、過剰なNrf2の活性化がKPCマウスの膵発癌過程をさらに促進するかどうかを確認することが可能となる。マウスモデルで同定された、膵発癌過程に関わる酸化ストレス関連分子についてはヒト由来検体でも発現様態を検討し、予後や化学療法への感受性、病理組織学的所見との関連を明らかにする予定である。
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