2018 Fiscal Year Research-status Report
Mechanisim of acqired drug resistance by glioma
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17K10876
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
廣瀬 雄一 藤田医科大学, 医学部, 教授 (60218849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安達 一英 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (10338056)
佐々木 光 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (70245512)
大場 茂生 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (80338061)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 膠芽腫 / DNAメチル化剤 / 薬剤耐性 / ミスマッチ修復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グリオーマの薬剤耐性機構を解明するために、細胞株U87MGを低濃度のDNA メチル化剤 temozolimide (TMZ)で反復処理することで同剤に対する耐性細胞株を複数分離した。TMZによる細胞毒性の最も大きな効果はDNA中グアニンのメチル化によって惹起され、この修飾はDNA修復酵素O6-methylguanine methyltransferase (MGMT)によって解除されるため、MGMT活性の高い細胞ではTMZの効果は現れにくく、MGMT発現はTMZ耐性機序の一つに挙げられている。しかし我々の得た全ての耐性株では MGMTの発現は認められず、他の機序の関与が大きいと考えられた。TMZ処理後の耐性株での細胞周期制御を解析したところ、これら耐性株の中にはTMZ処理に対して一時的なG2期細胞周期停止を示すものと、全く細胞周期停止を示さないものとに大別されることが判明した。前者においてはDNA修復機構、特にDNA相同組み換え修復能が更新していることが疑われ、G2チェックポイント阻害剤などDNA修復を抑制する薬剤の併用は併用することで 前者においてはTMZに対する再感受性化が認められた。一方、後者においてはTMZ処理後の致死的DNA障害を誘導するDNAミスマッチ修復機構(MMR)が欠如することによって TMZの毒性が発揮されない状況が疑われたため、MMR関連タンパクの発現状況を解析した。その結果全てのG2 期細胞周期停止欠如株において、TMZにより形成されるGTミスマッチの修復に関与する因子であるMSH6の発言の著明な低下が認められ、その中のいくつかではMLH1の発現も低下していた。
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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
脳腫瘍細胞の化学療法耐性獲得機序の一つとしてDNAミスマッチ修復の異常は想定されていたため、研究計画作成時の予想に沿った実験結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
TMZ治療後に再発した膠芽腫においてはMMRタンパクの発現低下があることは臨床例において確認されていたが、我々の実験結果は薬剤処理条件を揃えたin vitro実験においてもMMR障害がTMZ耐性に関与することを実証したものである。また耐性株分離までの間のTMZ処理期間が長いほど、MMR障害を認める頻度が高くなり、臨床例において当初は化学療法剤に反応した腫瘍が薬剤耐性を獲得する過程を模倣していると考えられた。
このことはTMZの長期反復投与により感受性のある細胞にも薬剤耐性が獲得されうるために投与スケジュールの適切化を検討する必要があること、および新規薬剤のTMZとの併用療法は腫瘍再発の前に試みる必要性があることを示唆するものと考えられた。また、MMR障害はゲノムの不安定性を強くするため、変異タンパクの発現上昇に着目した免疫療法の標的となり得るとともに、細胞の生存の上では不利な状況と考えられるため新たな治療標的とできる可能性も考えられる。
複数の薬剤耐性株を確立したことで、今後の研究により薬剤再感受性化や新規治療法開発のためのin vitroでの研究が進められる。
耐性株においてTMZ処理後のG2チェックポイントの活性化がどこまで起きているかを詳細に解析する。また、網羅的な遺伝子発現解析によって耐性株に共通に見られる異常を発見することを目指す。
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