2017 Fiscal Year Research-status Report

抗がん剤耐性獲得過程における細胞集団内不均一性の理解

Research Project

Project/Area Number	17K18359
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	間木重行大阪大学, たんぱく質研究所, 助教 (90708546)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	がん / 薬剤耐性
Outline of Annual Research Achievements	がん細胞が薬剤耐性を獲得する過程は、治療前の安定生存が可能な状態から、抗がん剤の暴露により様々な状態の細胞が出現し、後に生き残った耐性細胞が別の生存状態を保一連の変化と捉えることが出来る。本研究は、どの分子の発現や活性化状態がどのタイミングで不均一になるかを１細胞計測実験と多変量解析を用いて計測し、一連の過程を数理モデルにより理解することで、乳がん細胞が抗癌剤耐性を獲得する過程における細胞集団内のばらつき（＝不均一性）がもたらす意義関する新たな知見の取得を目的とする。平成２９年度は、抗がん剤暴露による耐性獲得の時系列解析および、耐性獲得に伴う分子の発現変化の評価を行った。エストロゲン受容体アンタゴニストタモキシフェン１ μMを持続暴露したヒト乳がん由来MCF-7細胞の細胞増殖率および細胞周期を測定したところ、投与後3週後にG1期停止により完全に阻害された増殖率は、6週後以降において部分的に回復したことから、上記の期間にタモキシフェン耐性が獲得されたことが示唆された。また、細胞増殖率の回復に伴い、進展した仮足を呈する細胞の割合が有意に増加していたことから、仮足形成と薬剤耐性に何らかの関連性があることが示唆された。薬剤耐性獲得への関与が予測される分子をRNA-seqの結果から調べたところ、mTOR経路、FOXO経路、およびオートファジー関連分子が３週目から６週目においてのみ遺伝子発現が上昇していた。３週目から６週目のみにおいて発現が上昇する遺伝子の転写因子結合モチーフを解析した結果、NF-κB構成因子であるRelAおよびRelBがエンリッチされていることが示唆された。実際、上記分子群の一部がタモキシフェン持続投与MCF-7細胞においてタンパク質レベルで発現が上昇していることを免疫染色により確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 平成２９年度から、前職の理化学研究所から大阪大学に異動したことにより、申請書る作成当時に予定していた一部の実験機器が半年ほど使用できなかったが、当初の計画とおおむね変わらずデータを取得することができている。
Strategy for Future Research Activity	平成３０年度は、前年度までに着目した分子の時系列発現量だけでなく、細胞内局在、細胞形態の違いを含む多変量データを１細胞レベルで時系列ごとに取得し、不均一性の細胞内のサブポピュレーションの変化のモデルに必要な実験データを準備する。
Causes of Carryover	代表者の所属先変更に伴い、一部の実験の開始時期が当初の計画よりもやや遅くなったため、実験に使用する消耗品の購入が予定よりも少なくなった。次年度使用額は、翌年度分と合わせて抗体等の実験試薬の購入に充てる予定である。