2018 Fiscal Year Research-status Report
The role of nuclear actin filaments in cancer cells
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18K06231
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
川内 敬子 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (40434138)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩根 敦子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, ユニットリーダー (30252638)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | がん / p53 / アクチン / 核 / DNA損傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん細胞が成育する基質の硬さは、抗がん剤感受性に影響を及ぼす。これまでの研究で、生育している基質が柔らかい方が、癌抑制遺伝子産物p53の活性は低くなるために抗がん剤感受性が低下することを、ヒト乳がんMCF細胞を用いて証明してきた。さらにこの際に、核内で見られる新規アクチン線維（Fアクチン）構造：核アクチンファイバーの形成が誘導されることを見出してきた。核アクチンファイバーの機能は新規構造であるが故に不明である。本研究では、核アクチンファイバーの機能および形成分子機構を解明し、それを標的として化学療法の効果を高める新たな治療法への応用を目的とした。
はじめに、p53の活性の低下が、抗がん剤処理で誘導される核アクチンファイバーの形成に重要であるかを解析した。まず、硬い基質上で培養したMCF細胞における核アクチン線維構造に対するp53ノックダウンの影響を調べたところ、p53ノックダウンすることで抗がん剤処理により核アクチンファイバーの形成が誘導されることが示された。また、p53野生型およびp53ノックアウトマウス由来胎児線維芽細胞を用いた同様の解析でも、p53-/-MEFsでのみ核アクチンファイバーの形成が誘導された。したがって、p53は抗がん剤処理で誘導される核アクチンファイバーの形成を阻害していることが示された。次に、核アクチンファイバーの形成に関与する分子の同定をアクチン制御タンパク質に対する様々な阻害剤やshRNAを用いて試みた。その結果、アクチン重合分子FMN2が核アクチンファイバーの形成には必要であることを明らかにした。
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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
本年度は、抗がん剤による核アクチンファイバーの形成に関わるアクチン制御分子としてFMN2を同定し、またその他にもいくつかの候補分子を得ることができた。核アクチンファイバーの形成は、p53により抑制されることから、現在核アクチンファイバーの形成におけるp53とFMN2を含むこれらアクチン制御分子の関係を調べている。また本研究では、核アクチンファイバーを電子顕微鏡FIB-SEMを用いて高分解能観察を目標としている。核のアクチン線維を電子顕微鏡法で観察した例がない上、FIB-SEMを用いたアクチン線維構造の解析方法は確立されていない。そこで本年度は細胞質に存在するアクチン線維を観察できる条件を検討し、細胞の固定方法やアクチン線維の染色条件を決定することができた。現在、同条件で核アクチンファイバーの構造が観察できるか実験をすすめているところである。以上より、目標とするところまで達成したと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
核アクチンファイバーの形成に関与するこれまで同定したアクチン制御分子に対するp53の及ぼす影響を調べることで、核アクチンファイバーの形成の分子機構を明らかにする。得られた結果を基にして、p53の発現を抑制した細胞において、これらアクチン制御分子に対する阻害剤や変異体を用いた活性の制御またはshRNAなどを用いた発現の制御を行い、核アクチンファイバーの形成が抑制される条件を洗い出す。核アクチンファイバー構造の形成の有無の細胞を用いて、抗がん剤による増殖阻害効果や細胞死誘導効果を比較する。加えて、抗がん剤で誘導されるDNAの損傷に対する修復効果についても調べる。これらの解析を通じて、核アクチンファーバーの機能を明らかにする。
核アクチンファイバー構造は、細胞質のアクチン線維の構造を解析した同条件で先ずはTEM観察により時期、場所の同定を進め、最終的にFIB-SEMを用いて観察を試みる。観察が難しい場合には、固定方法やアクチン線維染色方法を再検討する。さらに本研究では、クロマチンの構造の解析を行うため、クロマチン構造が観察できる条件についても検討を行う。光学顕微鏡を用いて核アクチンファイバーの形成している細胞と形成していない細胞を特定することで、核アクチンファイバーがクロマチン構造に及ぼす影響についても解析していく。
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| Causes of Carryover |
当該研究に関連する研究テーマで学内の競争的資金が獲得できたため、謝金や消耗品費などの使用額が少なく済んだ。次年度は、研究の加速を目的に、イメージング解析の実績を有する研究員を雇用するための謝金を計上している。さらに、得られた研究結果から新たに抗体やDNA損傷検出キットなど購入する必要があり、物品費として使用する予定である。
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