統合オミックス解析をもちいたGGCT発現阻害による抗腫瘍メカニズムの解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11131
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 窪田 成寿 滋賀医科大学, 医学部, 医員 (80759118)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 礒野 高敬 滋賀医科大学, 実験実習支援センター, 准教授 (20176259) ; 影山 進 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (50378452) ; 吉田 哲也 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (60510310) ; 河内 明宏 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (90240952)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: γ-グルタミルシクロトランスフェラーゼ / トランスクリプトーム解析 / メタボローム解析 / 増殖抑制機構

Outline of Annual Research Achievements

初年度のメタボローム解析結果に基づき、GGCT阻害により惹起される細胞内カスケードの起点として酸化ストレスに着目し、MCF-7におけるGGCTノックダウン細胞と対照細胞間のROSレベルを測定し比較検討した。細胞質、ミトコンドリア、細胞内脂質におけるROSレベルを比較したが、いずれも有意な差は確認できなかった。また、抗酸化剤であるN-acetyl-L-cysteineの前処理によるGGCT-siRNAの細胞増殖抑への阻害効果も認めなかった。以上より、GGCT発現阻害による癌細胞増殖抑制メカニズムとして、酸化ストレス関連細胞死の関与を明らかにすることはできなかった。そこで、トランスクリプトームデータのパスウェイ解析を進めた結果、GGCT発現阻害時にG1/S細胞周期制御因子の上流で活性化される細胞内カスケードの１つとして、TGFβ-SMAD signaling pathwayの関与が示唆された。MCF-7において、GGCT/TGFβ-siRNAによる多重ノックダウンは、GGCT-siRNAによるCDK阻害因子の発現を低下させ、細胞増殖抑制を有意に阻害した。前立腺癌および膀胱癌由来細胞株の一部においても同様の遺伝子発現変動および細胞増殖抑制の阻害効果が確認された。以上より、GGCT発現阻害によるTGFβ-SMAD signaling pathwayの活性化と標的遺伝子であるG1/S期制御因子の誘導が癌増殖抑制のメカニズムの１つである可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

H30年の計画内容として予定したトランスクリプトーム解析及びメタボローム解析結果の検証を行い、GGCTノックダウンにおける抗腫瘍メカニズムの一端を示す事ができた。トランスクリプトーム解析と比較し、メタボローム解析に関しては一部解析が遅れており、鋭意推進中である。

Strategy for Future Research Activity

今年度はトランスクリプトームデータとメタボローム解析結果を統合し、GGCT発現阻害により惹起される細胞内カスケードを明らかにするための検証を引き続き行う。特に細胞周期の制御に関与する細胞増殖シグナル伝達系での発現変動が大きい遺伝子を中心に、定量的RT-PCR、Western blotなどによる発現解析や多重RNA干渉実験による細胞増殖抑制の阻害効果や細胞周期解析による検証を行う。他のGGCT高発現細胞株に対しても同様の増殖抑制機構が働くかを検証する。

Causes of Carryover

試薬、消耗品などに以前の購入物品を充当したため、当初予定使用額との差異が生じたが、次年度への繰越分は、当初の使途目的のとおり検証実験に用いる試薬 及び検体の購入などに充当して使用する。