レンチウィルスライブラリーを用いた放射線抵抗性に関わる因子の探索

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K15577
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小林 稔 京都大学, 放射線生物研究センター, 特定研究員 (40644894)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 放射線抵抗性 / 遺伝子スクリーニング

Outline of Annual Research Achievements

本研究の中で遺伝子のスクリーニングを行うことによって、放射線抵抗性に関わる遺伝子の探索を行った。その結果、現在いくつかの候補遺伝子が得られている。得られた候補遺伝子の中には、放射線抵抗性との関係が知られている低酸素によって誘導される遺伝子や、放射線抵抗性に関わることが知られているシグナル経路に関連した遺伝子も得られており、これらの遺伝子は今回の放射線抵抗性因子の探索という本スクリーニングにおいて、有望な候補遺伝子であることが予想される。
現在、得られた候補遺伝子の中で、放射線抵抗性に関わることが期待されるいくつかの遺伝子に着目して、今後の研究を進めるために生物資材の構築を行っている。いくつか得られている候補遺伝子のうちの一つに関して、すでに遺伝子発現用のプラスミドベクターやウィルスベクターの構築が完了しており、次年度の研究に向けての準備も着実に進んでいる。
今後、着目した遺伝子に関して、遺伝子の過剰発現やノックダウンを行うことによって、実際にその遺伝子が放射線抵抗性に関わるかどうか、低分子化合物などを用いて、その遺伝子や当該遺伝子が関わるシグナル経路を阻害することによって、放射線増感効果が得られるかどうかなどについて検討していく予定である。それと並行して、当該遺伝子の遺伝子発現誘導メカニズムについても検討を進めており、放射線抵抗性と関係するシグナルネットワーク経路についても同時に解析していく予定である。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

遺伝子スクリーニングを通じて、放射線抵抗性に関わることが予想される候補遺伝子がいくつか得られてきている。その中でも、放射線抵抗性に関わることが知られているシグナル経路や、放射線抵抗性と深い関係が報告されている低酸素によって誘導される遺伝子などに着目して、生物資材の構築を進めている。
得られた候補遺伝子の内一つについて、すでに遺伝子発現用のプラスミドベクターやウィルスベクターの構築が終了しており、当初の予定以上に研究は進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

前年度までに構築済みの遺伝子発現ベクターを用いて遺伝子の過剰発現を行う。さらに遺伝子のノックダウンや低分子化合物などを用いることで、該当遺伝子を抑制する。これらの系で得られた細胞を用いてコロニーアッセイなど行うことによって、実際に当該遺伝子が放射線抵抗性に寄与するかどうかを確認する。
さらに、他の候補遺伝子についても遺伝子発現ベクターなどを構築し、放射線抵抗性への寄与について検討を進めていく。
他にも、放射線抵抗性に寄与することが分かった遺伝子に関しては、プロモーターアッセイなどを用いて、当該遺伝子の発現メカニズムなどについても検討していく。
上記の実験結果を踏まえ、パスウェイ解析などを利用することにより、放射線抵抗性に関わる遺伝子ネットワークの解明を通じて、化学放射線療法の治療ターゲットとなりうる因子を探索する予定である。

Research Products

• [Journal Article] LY6E: a conductor of malignant tumor growth through modulation of the PTEN/PI3K/Akt/HIF-1 axis. (2016)
  • Author(s): Yeom CJ, Zeng L, Goto Y, Morinibu A, Zhu Y, Shinomiya K, Kobayashi M, Itasaka S, Yoshimura M, Hur CG, Kakeya, Hammond EM, Hiraoka M, Harada H
  • Journal Title: Oncotarget Volume: Oct 4;7(40) Pages: 65837-65848
  • DOI: 10.18632/oncotarget.11670.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Circadian Clock Gene, PER2, activates HIF-1 by promoting recruitment of HIF-1α to a promoter region of its downstream gene (2017)
  • Author(s): Minoru Kobayashi, Akiyo Morinibu, Sho Koyasu, Yoko Goto, Masahiro Hiraoka, Hiroshi Harada
  • Organizer: Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology, Adaptations to Hypoxia in Physiology and Disease (X4)
  • Place of Presentation: Whistler
  • Year and Date: 2017-03-05 – 2017-03-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Molecular mechanisms underlying the crosstalk between period circadian clock 2 (PER2) and hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) (2016)
  • Author(s): 小林 稔、森鳰 章代、子安 翔、後藤 容子、平岡 真寛、原田 浩
  • Organizer: 第14回 がんとハイポキシア研究会
  • Place of Presentation: 岐阜
  • Year and Date: 2016-11-04 – 2016-11-05
• [Presentation] Molecular mechanisms underlying the crosstalk between circadian clock gene, PER2, and hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) (2016)
  • Author(s): Minoru Kobayashi, Yoko Goto, Masahiro Hiraoka, Hiroshi Harada.
  • Organizer: 第75回 日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] Molecular mechanisms underlying the crosstalk between circadian clock gene, PER2, and hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1). (2016)
  • Author(s): Minoru Kobayashi, Yoko Goto, Michio Yoshimura, Masahiro Hiraoka, Hiroshi Harada
  • Organizer: 第32回放生研国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-09-01 – 2016-09-02