2016 Fiscal Year Research-status Report
古典型カポジ肉腫の自然消退のメカニズムの解明と治療応用について
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16K10167
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
金城 貴夫 琉球大学, 医学部, 教授 (30284962)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
常木 雅之 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 研究員 (40714944)
高橋 健造 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80291425)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | カポジ肉腫 / KSHV / K1遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
古典型カポジ肉腫はAIDS関連型カポジ肉腫と異なり病変は四肢に限局し進行も緩やかで、自然消退する事さえある。我々はカポジ肉腫発生に関わるKaposi’s sarcoma associated herpesvirus (KSHV)の遺伝子を古典型カポジ肉腫とAIDS関連型カポジ肉腫で比較したところ形質転換に関わるK1遺伝子に違いを見出し、K1遺伝子の機能の違いが臨床像の違いに関与していると考え研究を開始した。本研究により古典型カポジ肉腫の自然消退のメカニズムが明らかになれば、従来の治療法とは異なり副作用の少ない新たな抗腫瘍治療薬の開発に繋がる可能性がある。
古典型K1とAIDS関連型K1の形質転換能を比較したところ、古典型K1はAIDS関連型K1よりも形質転換能が低い事が示された。本研究によりKSHVの亜型間での形質転換能の違いが明らかにされた。
古典型K1は酸化ストレス等に対するアポトーシス抵抗性がAIDS関連型K1より低く、ストレスにより生じたDNA damageへの処理能が低いと考えられる。DNA damageは細胞老化を誘導するため古典型K1は老化誘導され易い事が推測される。通常培養条件では細胞老化誘導に差はみられなかったが、酸化ストレス下で詳細に検討する。
古典型カポジ肉腫の自然消退のメカニズムの解明から新たな抗腫瘍治療戦略を見出すために、古典型K1とAIDS関連型K1の細胞内シグナル伝達活性を比較検討した。古典型K1は複数のシグナル伝達経路がAIDS関連型K1に比べて活性が低い事が明らかになった。今後は細胞老化に関与するシグナル伝達経路も検討し、古典型K1とAIDS関連型K1の形質転換能や細胞老化誘導の違いにどの経路が主要な役割を果たしているか特定する。さらに抗腫瘍治療戦略の標的としてどの細胞内シグナル伝達が有望な候補であるか絞り込んでいきたい。
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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
我々はマウス初代培養線維芽細胞、ヒト初代培養線維芽細胞とヒト臍帯静脈血管内皮細胞に古典型K1遺伝子とAIDS関連型K1遺伝子を導入し、形質転換能と細胞老化の誘導を比較した。
古典型K1発現細胞はAIDS関連型K1に比べて増殖能が低い事が示された。古典型K1は足場非依存性増殖能を有するものの、AIDS関連型K1に比べるとコロニーの数や大きさに違いがあった。これは古典型K1とAIDS関連型K1で形質転換能に差がある事を示唆しており、今後は動物実験を行い形質転換能の違いを確認する。
古典型K1とAIDS関連型K1はいずれも細胞内活性酸素とDNA damageが増加しているにも関わらずアポトーシスは抑制されていた。この現象は古典型K1とAIDS関連型K1で差はみられなかった。しかし酸化ストレス条件下でのアポトーシス抵抗性を比べると古典型K1はAIDS関連型K1より抵抗性が低い事が示された。細胞老化の頻度を比較すると通常培養条件下では差が無いが、これまでの結果から酸化ストレス条件下では古典型K1はAIDS関連型K1より細胞老化が強く誘導される事が想定される。古典型K1とAIDS関連型K1のDNA damage responseや細胞老化誘導の違いについてさらに検討を進める。
K1は細胞内ドメインimmunoreceptortyrosin-based activation motif (ITAM)を介して様々なシグナル経路を活性化する。古典型K1とAIDS関連型K1でITAM活性を比較したところ、古典型K1はAIDS関連型より活性が低く、その下流のPI3K-AktやNF-kBの活性も古典型K1はAIDS関連型K1より低い事が示された。今後は細胞老化に関わるシグナル(mTORやMAPK等)について検討を行い形質転換能や細胞老化誘導の違いにどの経路が主要な役割を果たしているか特定する。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在まで古典型K1とAIDS関連型K1の形質転換能の違いをin vitroで検討してきた。これまでのデータの大部分はマウスの細胞を用いた検討結果であるため、今後はヒトの細胞も用いて、より臨床像に近い条件で検討を行う。ここで問題となりうるのはマウスとヒトの細胞で形質転換誘導に違いがある事である。本研究ではマウス初代培養細胞であっても1つのウイルス遺伝子の導入で形質転換が誘導されたが、ヒトの初代培養細胞では同様の現象は起こらないと予想される。実際にK1をヒト臍帯静脈血管内皮細胞に発現させると不死化するが癌化は証明されていない。従ってK1以外の形質転換に関わるKSHV遺伝子を共発現させるか、p53等の腫瘍抑制遺伝子を欠失させたヒトの細胞を用いる必要が出てくる事が想定される。状況や結果をみながら対応していきたい。
前述の通り古典型カポジ肉腫の自然消退のメカニズムの解明から新たな抗腫瘍治療戦略を見出すためには、古典型K1とAIDS関連型K1の細胞内シグナル伝達活性の違いを見出さなくてはならない。古典型K1とAIDS関連型K1の形質転換能や細胞老化誘導の違いに関わる細胞内シグナル伝達経路は現在解析を進めているところだが、いくつかの経路が候補に挙がっており、この検討を通じて古典型K1とAIDS関連型K1の機能の違いを明らかに出来る可能性がある。今後はTY-1等のKSHV細胞株を用いて候補シグナル伝達経路に対する阻害剤やsiRNAを反応させ治療効果があるか検討する予定である。
しかし上記候補シグナル伝達経路が実際には形質転換や細胞老化誘導に関与しない事が細胞株を用いた検討から明らかになった場合は、古典型K1発現細胞とAIDS関連型K1発現細胞で発現している遺伝子を網羅的に解析する事も念頭に置く。
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| Causes of Carryover |
試薬や旅費の支出が見込みより安価であった。また研究分担者の一人が分担金を年度内に使用していなかった。従って残金が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
4,732円は酵素やプライマー等の購入費にあてる。100,000円は昨年度分担金を使わなかった研究分担者に配分する。
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