Analysis of radioresistance and intercellular crosstalk of postirradiation glioma stem cells

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K16483
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 公田 龍一 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (00464834)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 放射線抵抗性 / セネッセンス

Outline of Annual Research Achievements

本研究は腫瘍細胞に備わる放射線に抵抗する因子の解明を目的とし、マウスグリオーマ幹細胞モデル細胞（iGSC）に対する放射線照射により誘導される変化として特に細胞外に放出されて腫瘍細胞の自己複製能の上昇や放射線抵抗性に寄与する因子を探索している。まずiGSCに対する単回放射線照射によるセネッセンスの誘導をSA-bGAL染色により定性的に評価した。5Gyをこえる放射線照射でセネッセンスは高率に誘導され、特に10Gyの単回照射後72時間ではほぼ全細胞がセネッセンスに陥った。セネッセンスに陥ったiGSCと通常のiGSCの共培養により通常のiGSCに放射線抵抗性が生じ、セネッセンスに陥った細胞の培養上清をiGSCの培養液中に添加することでも同様に放射線抵抗性が惹起された。
主に液性因子のセネッセンスに伴う遺伝子発現状態の変化を探索する目的で、マイクロアレイによる発現解析を実施した。その結果セネッセンスが誘導されたiGSCにおいてIGFBP3の顕著な発現減少が生じていた。ELISA法においてもIGFBP3分泌低下が認められた。さらにセネッセンスに陥った細胞の培養上清で確認された放射線抵抗性がリコンビナントIGFBP3を添加することでキャンセルされるかどうかをコロニー形成法で確認したところ、確かにセネッセンスに陥った細胞の培養上清IGFBP3添加することで通常培養と同等の放射線感受性を示すことが確認された。これらの結果を踏まえ、IGFシグナルの下流において主に作用する生存シグナルが如何にして放射線照射後の生存に寄与しているか、主だったシグナル経路を押さえるために免疫ブロット法により確認したところ、セネッセンスに陥った細胞との共培養によってリン酸化Aktの発現上昇が認められた。Akt下流の生存シグナルにより放射線抵抗性を獲得していることが示唆された。