2018 Fiscal Year Research-status Report
Foundation of chemotherapy for malignant glioma targeting mTOR
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17K08304
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
江田 岳誉 新潟大学, 医歯学総合病院, 薬剤師 (90772038)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
棗田 学 新潟大学, 脳研究所, 助教 (00515728)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | mTOR / glioma / xenograft |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、悪性神経膠腫の治療において、新規治療もしくは標準治療薬テモゾロミド(TMZ)との併用により抗腫瘍効果を増強するような新しい化学療法を確立することである。以下のテーマに分けて実験を行った。
1. 悪性神経膠腫に対する新規化学療法剤の抽出：3種のヒト由来悪性グリオーマ細胞株(U251MG, T98G, LN229)において、既存医薬品を用いてcell viability assayを行い、既存薬の腫瘍細胞に対する増殖抑制効果を調べた。リボソーム合成阻害作用を有するクリンダマイシン(CLD)から、濃度依存性の抗腫瘍効果を確認した。さらにはTMZの併用によりその作用が増強することも確認した。
2, mTORシグナルと腫瘍化、タンパク合成の必要性について：mTORはグルコースやアミノ酸などの栄養源を感知し、細胞の増殖および生存における調節因子の役割を担う。mTORシグナルの過剰な活性化は、腫瘍化を引き起こす。グリオーマ細胞株にCLDを作用させてアッセイを行うと新規タンパク合成が濃度依存的に抑制されることを確認した。CLDがmTORC1経路の活性を低下させることを示している。
3. 疾患脳とmTOR：上記in vitro の実験から得られた結果を生体内で確認することが目的である。そのためにはグリオーマのモデル動物を作成する必要がある。我々は実際の脳腫瘍患者の剖検脳から腫瘍を単離し、安定継代可能な細胞株(NGT-41)を樹立した。免疫不全マウスへ移植しxenograftモデルを作成した。脳内へ移植後、このマウスはやがて四肢麻痺様の症状を呈し、活動量の低下などの異常を認める。脳内所見を観察すると、移植した腫瘍細胞が髄内に留まり、移植部位から浸潤するかのように脳内に広がっていることを免疫染色で確認した。現在、NGT-41皮下腫瘍モデルを作成。CLDを投与し治療効果を確認中である。
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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
当該年度の到達目標であった悪性脳腫瘍の治療候補薬の抽出、in vitroにおける候補薬の薬効分析、評価まで実験が終了した。
「mTORシグナルと腫瘍化」では、候補薬とする一部の抗菌薬が、mTOR下流にあるp70S6 kinase、S6 kinaseのリン酸化を濃度・時間依存性に抑制し、新規タンパク合成を抑制することが判明した。これはmTORC1経路の活性を低下させることを意味し、腫瘍制御という観点からmTORC1が重要な作用点であることを示すことができた。さらに、候補薬はG0/G1期で細胞周期を停止させる作用があることも見出した。悪性脳腫瘍の病態解明の手がかりになるものと考える
「疾患脳とmTOR」に関しては想定以上の進展があった。
前述の通り、我々は実際の脳腫瘍患者の剖検脳から腫瘍を単離し、安定継代可能な細胞株としてNGT-41を樹立した。Xenograftモデルとしてヌードマウスを用いたNGT-41の脳内移植実験では、腫瘍が髄内にきちんと留まり増殖し、正常脳を圧迫するようにして増大していた。Ki-67(clone: MIB-1)の発現が高くなっていることが脳組織の免疫染色により観察されている。また、この動物は四肢麻痺様の症状を呈し、活動量の低下も認めている。悪性グリオーマのモデル動物を確立しつつある。現在は皮下腫瘍モデルを作成して候補薬を用いた治療実験を行なっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
既存の抗菌薬から抗脳腫瘍薬としての候補薬剤を抽出できた。これまでヒトの膠芽腫では高率にAktが活性化されるなど、mTORシグナルの破綻が腫瘍増殖や維持に関わっていることがわかっている。しかしながら、抗腫瘍薬としてのCLDの作用点は不明である。今後は各種シグナル阻害剤を用いて、または遺伝子導入などによりmTOR活性を調節した場合のタンパク合成系への影響を検討し、mTORシグナルと腫瘍化の詳細なメカニズムを明らかにして新規治療法の開発につなげたい。腫瘍増殖に関わる責任分子やシグナルの特定を目指す。脳腫瘍の分子標的治療が確立できると考える。
最終年度は、引き続きxenograftモデルの作成をすすめ、皮下腫瘍モデルにとどまらず、NGT-41脳内投与モデル動物におけるCLD治療効果を確認する予定である。このモデルにおいてCLDによって神経症状の改善や生存期間の延長が示され、最終的には、mTORC1経路の不活性化や細胞周期の停止、またアポトーシスなどにより腫瘍の進展が抑制されることを実験的に示すことができればと考えている。
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| Causes of Carryover |
平成30年度納入予定であった自動核酸生成装置を他の研究費にて購入したため次年度使用額が生じた。また、実験計画の都合上、同年度の研究費からは主に細胞培養や各種動物実験に必要な消耗品を中心とする物品購入が多かった。
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Research Products
(2 results)
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[Journal Article] EGFRvIII Is Expressed in Cellular Areas of Tumor in a Subset of Glioblastoma2019
Author(s)
Takanori NOZAWA, Masayasu OKADA, Manabu NATSUMEDA, Takeyoshi EDA, Hideaki ABE, Yoshihiro TSUKAMOTO, Kouichirou OKAMOTO, Makoto OISHI, Hitoshi TAKAHASHI, Yukihiko FUJII, Akiyoshi KAKITA
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Journal Title
Neurologia medico-chirurgica
Volume: 59
Pages: 89-97
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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