Oct-3/4を標的とした悪性グリオーマ「万能型」分子標的治療薬の開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K10324
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 高橋 寿明 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (20363228)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 潤也 愛媛大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70217040) ; 竹内 文也 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (30281835)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: グリオーマ / 薬剤耐性 / Oct-3/4 / ABCトランスポーター

Outline of Annual Research Achievements

近年の医療技術の著しい進歩にも関わらず、浸潤性に発育する悪性グリオーマの治療成績は抜本的改善に至っていない。我々はこれまでに幹細胞性の維持に必須の転写因子であるOct-3/4がグリオーマの予後不良において正の相関を示すことを見いだしてきた。平成27年度はまずOct-3/4の抗癌剤に対する薬剤耐性能への関与を検討した。
ヒト膠芽腫細胞株（U251）にOct-3/4遺伝子を過剰発現させた細胞株（U251/Oct-3/4）を樹立し、抗癌剤（Carboplatin、VP-16、Doxorubicin）に対する感受性をLDH assay、さらにアポトーシスの指標であるpoly ADP-ribose polymerase（PARP）の分解産物をwestern blottingで解析した。また薬剤耐性を担うABC transporter遺伝子群の発現はreal time-PCRを用いて検討し、FACS解析による薬剤排出能も評価した。
U251/Oct-3/4の各種抗癌剤に対する感受性はコントロール細胞（U251/EGFP）と比較して低下しており、アポトーシスに伴うPARPの分解産物量も低下していた。これらの細胞ではABCトランスポーターG2（ABCG2）の発現上昇が認められ、実際に薬剤排出能も亢進していることが確認できた。以上の結果よりOct-3/4は、ABCG2の発現誘導を介してグリオーマ細胞の薬剤耐性能獲得に寄与していることが示唆され、Oct-3/4の発現を抑制することがグリオーマの治療効果改善につながる可能性が考えられた。
現在、Oct-3/4の発現を抑制する化合物同定のためのアッセイ系を確立すべく、Oct-3/4プロモーター下でルシフェラーゼあるいはGFPを発現するグリオーマ細胞の樹立を始め、Oct-3/4遺伝子を過剰発現させた細胞株と同様の性質を有しているか検討を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

H27年度はOct-3/4阻害剤開発に向け、グリオーマ細胞の薬剤耐性能におけるOct-3/4の関与を検討し、Oct-3/4がABCG2の発現誘導を介してグリオーマ細胞の薬剤耐性能獲得に寄与していることを明らかにした（Hosokoawa et al., Biochim Biophys Acta. 1850, 1197-1205, 2015）。またOct-3/4が腫瘍血管新生や幹細胞性に積極的に関与する事も国際専門誌に公表した（Cancer Research 2015, Brain Tumor Pathology 2015）。このようにOct-3/4阻害剤開発に向けて基礎的なデーターを得ることが出来たという点では一定の成果を上げることができたが、Oct-3/4阻害剤開発に用いるOct-3/4プロモーター下でルシフェラーゼあるいはGFPを発現するグリオーマ細胞を樹立し、その細胞性状の解析が終了していないという点で、やや遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

（１）現在数クローン得られているOct-3/4プロモーター下GFPを発現するグリオーマ細胞の細胞生物的解析を行い、Oct-3/4遺伝子を過剰発現させた細胞株と同様の性質を有しているか検討し、Oct-3/4阻害剤開発に用いる細胞株を決定する。（２）3000種類以上の化合物ライブラリーを順次、細胞に添加し、GFPの蛍光強度変化を指標に、化合物の一次スクリーニングを始めていく。

Causes of Carryover

「その他」で計上していた機器使用料（50,000円）がかからなかったのと、出張旅費の計上と支出に差額が出たため、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

設備備品等は基本的に所属研究機関の既存設備を使用するため、物品費は細胞培養関連試薬一式、遺伝子工学用試薬、生化学研究用試薬、各種抗体購入費等の消耗品として使用する。また成果発表費用（国内学会参加、外国語論文校正費用、論文印刷費等）も計上した。次年度使用額は翌年度分の物品費として使用する。

Research Products

• [Journal Article] Oct-3/4 promotes tumor angiogenesis through VEGF production in glioblastoma (2015)
  • Author(s): Takahashi H, Inoue A, Kawabe Y, Hosokawa Y, Iwata S, Kana Sugimoto, Yano H,Harada H, Ohue S, Ohnishi T, Tanaka J
  • Journal Title: BrainTumor Pathology Volume: 32 Pages: 31-40
  • DOI: 10.1007/s10014-014-0203-3.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Postnatal interleukin-1β administration after experimental prolonged febrile seizures enhances epileptogenesis in adulthood (2015)
  • Author(s): Fukuda M, Ito M,Yano Y, Takahashi H, Motoie R, Yano A, Suzuki Y, Ishii E
  • Journal Title: Metabolic Brain Disease Volume: 30 Pages: 813-819
  • DOI: 10.1007/s11011-014-9648-7
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Ameliorative Effects of a Hypnotic Bromvalerylurea in Sepsis (2015)
  • Author(s): Kikuchi S, Nishihara T, Kawasaki S, Abe N, Kuwabara J, Choudhury ME, Takahashi H, Yano H, Nagaro T, Watanabe Y, Aibiki M, Tanaka J
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 459 Pages: 319-326
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.02.111.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] CD200+ and CD200－ macrophages accumulated in ischemic lesions of rat brain: the two populations cannot be classified as either M1 or M2 macrophages (2015)
  • Author(s): Matsumoto S, Tanaka J, Yano H, Takahashi H, Sugimoto K, Ohue S, Inoue A, Aono H, Kusakawa A, Watanabe H, Kumon Y, Ohnishi T
  • Journal Title: Journal of Neuroimmunology Volume: 282 Pages: 7-20
  • DOI: 10.1016/j.jneuroim.2015.03.013.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] miR-340 acts as atumor suppressor in tumorigenesis of human glioma-initiating cells by targeting plasminogen activator, tissue. (2015)
  • Author(s): Yamashita D, Kondo T, Ohue S, Takahashi H, Ishikawa M, Matoba R, Suehiro A, Inoue A, Kohno S, Harada H, Tanaka J, Ohnishi T
  • Journal Title: Cancer Research Volume: 75 Pages: 1123-1133
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-14-0938.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Oct-3/4 modulates the drug-resistant phenotype of glioblastoma cells through expression of ATP binding cassette transporter G2. (2015)
  • Author(s): Hosokawa Y, Takahashi H, Inoue A, Kawabe Y, Funahashi Y, Kameda K, Sugimoto K, Yano H, Harada H, Kohno S, Ohue S, Ohnishi T, Tanaka J
  • Journal Title: Biochim Biophys Acta. Volume: 1850 Pages: 1197-1205
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2015.01.017.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Anti-inflammatory effects of noradrenaline on LPS-treated microglial cells: Suppression of NFκB nuclear translocation and subsequent STAT1 phosphorylation. (2015)
  • Author(s): Ishii Y, Yamaizumi A, Kawakami A, Islam A, Choudhury ME, Takahashi H, Yano H, Tanaka J
  • Journal Title: Neurochem Int. Volume: 90 Pages: 56-66
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2015.07.010.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 腫瘍幹細胞の病態生理学：腫瘍制御の技術基盤を目指して (2015)
  • Author(s): 高橋寿明
  • Organizer: 日本病態生理学会
  • Place of Presentation: 愛媛
  • Year and Date: 2015-07-31 – 2015-08-01
  • Invited