2016 Fiscal Year Research-status Report
分化誘導剤コチレニンAと癌分子標的薬による固形癌細胞の増殖抑制とその分子基盤解析
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16K10459
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
粕壁 隆 島根大学, 医学部, 特任教授 (50152658)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 癌 / 薬剤反応 / シグナル伝達 / 活性化酸素 / フェロトーシス / アポトーシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、白血病細胞の分化誘導剤コチレニンＡを遺伝子発現修飾物質と捉え固形癌細胞の増殖制御に応用出来るか否かを検討してきた。最近、コチレニンＡは低濃度の三酸化ヒ素(arsenic trioxide, ATO)によるヒト乳癌細胞(MCF-7, MDA-MB-231)の増殖抑制を顕著に促進することを見出した。 このコチレニンＡとATOの併用処理による増殖抑制効果は、抗酸化剤N-acetyl-L-cysteine (NAC)により、部分的に消失することを明らかにした。これらの結果は、コチレニンＡと活性酸素(ROS)誘導剤との併用処理が、効果的な抗癌作用を示す可能性を示唆している。
そこで本年度では、活性酸素(ROS)誘導剤として植物由来で癌化学予防剤としても期待されているphenethy isothiocyanate (PEITC)を用い、コチレニンＡとの併用効果を難治性固形癌である膵臓癌細胞に対する効果を検討した。コチレニンＡとPEITCとの併用処理はヒト膵臓癌細胞MIAPaCa-2およびPANC-1細胞の増殖を相乗的に抑制した。この併用処理の増殖抑制の効果は細胞死誘導によるものであった。コチレニンＡはPEITCによるROSの誘導を顕著に増強した。このコチレニンＡとPEITCの併用処理による細胞死誘導効果は抗酸化剤NACやTroloxによりほぼ完全に消失し、さらに、フェロトーシス阻害剤ferrostatin-1やliproxstatin-1や鉄キレート剤deferoxamineで顕著に消失した。これらの結果から、この細胞死誘導のメカニズムにはフェロトーシス（non-apoptotic, iron-dependent, oxidative cell death）が関与していることを明らかにした。
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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
今年度では、白血病細胞の分化誘導剤コチレニンＡと活性酸素(ROS)誘導剤として知られているPEITCが難治性固形癌である膵臓癌細胞の増殖を相乗的に抑制できることを見出すことができた。さらに、これらの増殖抑制効果に重要な分子基盤についても解明を試み、アポトーシス誘導ではなく、最近新しく報告されてきた活性化酸素と鉄依存性の細胞死フェロトーシス誘導が大きく関与していることを明らかにできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に得られた結果を基にして、さらに、遺伝子強制発現実験、抗体アレイを用いた細胞死誘導因子の同定実験、フローサイトメトリーを用いたROS測定、定量PCRおよび、ウェスタンブロッティング実験を行い、コチレニンＡとphenethy isothiocyanate (PEITC)による増殖抑制効果の分子基盤を明らかにし、これらの処理の最も重要な分子標的遺伝子を同定する。
また、我々は、さらに活性酸素(ROS)誘導剤として知られているPEITC以外の植物成分とコチレニンＡとの併用効果を白血病細胞（HL-60、NB-4）、乳癌細胞（MCF-7、MDA-MB-231）および膵臓癌細胞（PANC-1、MIAPaCa-2、BxPC-3、CFPAC-3）に対して検討している。予備実験では、コチレニンＡとインドナガコショウ由来のpiperlongumine (PL)との併用処理で、白血病細胞の増殖抑制と分化誘導が顕著に誘導され、また、乳癌細胞および膵臓癌細胞の増殖が相乗的に抑制された。そこで、この効果の実証実験をさらに詳細に検討する。また、コチレニンＡとPEITCとの併用処理で誘導されたフェロトーシスによる細胞死誘導がこのコチレニンＡとPL併用処理での効果に含まれるか否かを様々な細胞死誘導の阻害剤を用いて詳細に検討する。
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