The mechanical analysis of nucleic acid-induced cancer selective apoptosis for breast cancer therapy

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K20834
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 石川 浩三 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 学術研究員 (20624795)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 自然免疫シグナル / 癌細胞選択的アポトーシス誘導 / 核酸ナノデリバリー

Outline of Annual Research Achievements

近年、乳癌は若年層を含めて罹患者数の増加傾向にあり、有効で副作用の少ない治療薬開発が急務である。自然免疫治療は核酸刺激により癌細胞に選択的なアポトーシス誘導が報告されるがインターフェロン(IFN)産生を伴うなど副作用のリスクが懸念される。またそのメカニズムは未だ不明であり、本研究ではその機序解明を行った。
1. まず研究代表者らは核酸（ssRNA）刺激による癌細胞のアポトーシス誘導機序がIFNβ産生に非依存性であることを示した。具体的にはゲノム編集ツール(CRISPR)を用い、IFN産生系シグナルの上流分子MAVS(Mitochondrial antiviral signaling protein)を介さずにアポトーシスが誘導されることを示した。
2. 多くのTNBC(トリプルネガティブ乳癌)を含むp53変異株では、核酸誘導アポトーシスに耐性であるが、正常p53の過剰発現下に感受性を呈する結果を得た。また、p53のリン酸化サイトを解析したところ、p53リン酸化様式が抗癌剤や放射線照射により誘導されるDNA障害(ATM/ATRシグナル)とは異なることを示した。
3. Mass spectrometry解析およびアポトーシスに対するスクリーニングから、RNAセンサー、RIG-I(retinoic acid-inducible gene-I)と会合し、アポトーシスへ関連する候補分子が絞られた。それらのうち正常細胞との発現性の相違から癌細胞選択的アポトーシスシグナル分子の特定に至り、現在、新規経路の検証を進めている。
In vivo研究では、転移性癌への核酸刺激治療を想定し、大腸癌肝転移モデルへ、ssRNA搭載ナノデリバリーを静脈投与したところ、48時間以内に肝転移巣に癌細胞選択的にアポトーシス(TUNEL陽性)が顕著に発現することを組織免疫染色およびFACS解析により示した。