前立腺癌におけるアンドロゲン応答機構の解明とそれを制御する新規治療薬の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K10610
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 高橋 悟 日本大学, 医学部, 教授 (50197141)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 健哉 日本大学, 医学部, 准教授 (00297813) ; 浦野 友彦 国際医療福祉大学, 国際医療福祉大学病院, 教授 (20334386) ; 福田 昇 日本大学, 総合科学研究所, 教授 (40267050) ; 藤原 恭子 日本大学, 医学部, 助教 (40595708) ; 芦苅 大作 日本大学, 医学部, 助手 (70748053)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 前立腺癌 / ABHD2 / アンドロゲン / ドセタキセル抵抗性 / PIポリアミド

Outline of Annual Research Achievements

アンドロゲン応答遺伝子 ABHD2が、前立腺癌細胞のドセタキセル抵抗性獲得およびアンドロゲン応答機構にどのように関与するか詳細な分子メカニズムを解明するために、前立腺癌細胞におけるABHD2遺伝子の発現をsiRNAにより抑制し、コントロールと比較して変化する遺伝子群を網羅的に解析した。この際、ドセタキセル存在下および非存在下の両方で実験を行うことで、「ABHD2の発現抑制により発現量が変化する遺伝子」のみならず、「ABHD2の発現抑制によってドセタキセル投与後の発現変化のパターンが、ABHD2を抑制していないコントロール細胞と異なる遺伝子」を絞り込んだ。これらの遺伝子のうちの一つは、AKT pathwayに関係するものであり、その発現抑制により、AKTのリン酸化状態、ひいては細胞の生存状態の変化が確認できた。また、ABHD2を強制発現させて、同様の実験を行うことを試みたが、現時点では安定発現株が樹立できておらず、今後は今回の発現抑制実験において得られた候補遺伝子の機能解析を行う方針である。続いて、ABHD2の転写調節領域に対し、配列特異的DNA結合能を持つピロール・イミダゾール(PI)ポリアミド分子を設計し、ABHD2遺伝子の発現を抑制する転写制御薬の開発を試みた。複数のABHD2標的PIポリアミドを合成し、標的DNA配列に対し特異的結合能があることをゲルシフトアッセイにより確認したが、ABHD2特異的な発現抑制が確認できていなかったため、今後更に近傍の領域に、さらに複数のPIポリアミドを設計し、効果を確認する準備を始めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

前立腺癌細胞増殖とドセタキセル抵抗性に関与する遺伝子として我々が既に同定している新規アンドロゲン応答遺伝子ABHD2の発現抑制によって、前立腺癌細胞において発現量の変化する遺伝子群を同定した。さらに、ABHD2の発現抑制の有無によってドセタキセル投与後の発現パターンが異なる遺伝子についても絞り込めた。これらの遺伝子は、前立腺癌細胞のドセタキセル抵抗性獲得およびアンドロゲン応答機構に関連する遺伝子の重要な候補と考えられることから、本研究は順調に進展したと言える。また、治療薬候補としてABHD2の発現抑制機能を持つPIポリアミドの合成も進行中である。これについては、まだ有望な化合物が出来上がっていないが、我々の研究室内でPIポリアミドの合成系やゲルシフトアッセイ等の実験系が確立できたことから、次年度に大きく前進できると考えている。

Strategy for Future Research Activity

本年度網羅的な解析により、前立腺癌のドセタキセル抵抗性獲得およびアンドロゲン応答機構への影響に関与するABHD2関連遺伝子が絞り込めたことから、H29年度はそれらの遺伝子の機能解析を行い、前立腺癌の発生・進展における役割を解明する。加えて、ABHD2を標的としたPIポリアミドの合成を続け、ABHD2の発現を特異的に抑制できる分子が出来上がった場合は、機能解析に進む。さらに、これまでに我々の研究チームで開発したACSL3標的PIポリアミドやTMPRSS2-ERG標的PIポリアミド等の前立腺がん治療薬候補と、今回合成するPIポリアミドの抗腫瘍効果を比較し、より安全で効果的な治療薬の開発を目指す。

Causes of Carryover

当初計画していた予定よりも少ない量の試薬類、消耗品類で分子生物学、細胞生物学関係の実験を済ませることができた。またABHD2の発現を抑制するPIポリアミドの合成を進めているが、まだ現在までに有望な化合物が出来上がっていないため、PIポリアミドのアッセイに進んでおらず、関連試薬の購入を行わなかった。以上の点より研究費に余剰が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

本年度はABHD2遺伝子を標的とした有望なPIポリアミドの合成が進むと予想されるため、そのDNAへの特異的結合能や遺伝子発現抑制効果に対する影響を調べるために、分子生物学実験関連の試薬・消耗品類の購入に充てる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Abhydrolase domain containing 2, an androgen target gene, promotes prostate cancer cell proliferation and migration. (2016)
  • Author(s): Obinata D, Takada S, Takayama K, Urano T, Ito A, Ashikari D, Fujiwara K, Yamada Y, Murata T, Kumagai J, Fujimura T, Ikeda K, Horie-Inoue K, Homma Y, Takahashi S, Inoue S.
  • Journal Title: Eur J Cancer Volume: 57 Pages: 39-49
  • DOI: 10.1016/j.ejca.2016.01.002.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant