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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Regulatory mechanisms of zinc transporters and zinc signaling in breast cancer malignant progression

Research Project

Project/Area Number 18K06676
Research InstitutionMukogawa Women's University

Principal Investigator

中瀬 朋夏 (高谷朋夏)  武庫川女子大学, 薬学部, 教授 (40434807)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords亜鉛 / 亜鉛トランスポーター / 乳がん / 低酸素 / HIF-1 / MTA-1
Outline of Annual Research Achievements

これまで、本研究課題において、乳がん悪性化進展のプロセスには亜鉛シグナルが重要で、その標的分子のひとつとして低酸素誘導性因子Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1)を明らかにしてきた。本年度は、乳がん細胞の低酸素環境適応能力の発揮における亜鉛イオンの機能的役割と亜鉛イオンを介したHIF-1の制御機構の解明に取り組んだ。
低酸素環境条件下におけるエストロゲン受容体陽性ヒト乳がん細胞MCF-7の生存能力は、HIF-1αの活性と強く相関した。そのHIF-1αの活性は、細胞内亜鉛イオン濃度に依存した。さらに、ジンクフィンガードメインを持ち、HIF-1の安定化と機能に密接に関与することが報告されているMetastasis-associated gene‐1 (MTA-1)は、低酸素環境条件下で、HIF-1αの活性化とともに高発現し、その発現量は細胞内亜鉛イオン濃度に比例した。低酸素環境条件下における細胞内亜鉛イオンの供給には、MCF-7の細胞膜ならびに細胞内のオルガネラ膜上に局在する亜鉛トランスポーターの発現比率が重要であることを、亜鉛トランスポーターのノックダウン実験から明らかにした。以上より、MCF-7の低酸素環境適応性には、細胞内亜鉛イオンとその制御分子である亜鉛トランスポーターが必要であり、亜鉛イオンのターゲット分子としてMTA-1が関与している可能性が示唆された。
本年度は、亜鉛シグナルの解析として、低酸素環境適応における亜鉛イオン(Zn2+)を介したHIF-1の制御機構の一端を明らかにすることができた。乳がん細胞における亜鉛の役割から、乳がん悪性化進展に大きく関与する低酸素環境適応性に迫った研究はこれまでになく、乳がん治療の新戦略開発に有益な知見である。

  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] L17ER4: A cell-permeable attenuated cationic amphiphilic lytic peptide2022

    • Author(s)
      Shinga Kenta、Iwata Takahiro、Murata Kazuya、Daitoku Yoko、Michibata Junya、Arafiles Jan Vincent V.、Sakamoto Kentarou、Akishiba Misao、Takatani-Nakase Tomoka、Mizuno Seiya、Sugiyama Fumihiro、Imanishi Miki、Futaki Shiroh
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      Volume: 61 Pages: 116728~116728

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2022.116728

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dodecaborate-Encapsulated Extracellular Vesicles with Modification of Cell-Penetrating Peptides for Enhancing Macropinocytotic Cellular Uptake and Biological Activity in Boron Neutron Capture Therapy2022

    • Author(s)
      Hirase Shiori、Aoki Ayako、Hattori Yoshihide、Morimoto Kenta、Noguchi Kosuke、Fujii Ikuo、Takatani-Nakase Tomoka、Futaki Shiroh、Kirihata Mitsunori、Nakase Ikuhiko
    • Journal Title

      Molecular Pharmaceutics

      Volume: 19 Pages: 1135~1145

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.1c00882

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ZIP6-centered zinc regulatory and malignant characteristics of breast cancer cells2022

    • Author(s)
      Tomoka Takatani-Nakase, Chihiro Matsui, Manami Sakitani and Ikuhiko Nakase
    • Journal Title

      Metallomics Research

      Volume: 2 Pages: 29-39

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hypoxia enhances motility and EMT through the Na+/H+ exchanger NHE-1 in MDA-MB-231 breast cancer cells2022

    • Author(s)
      Takatani-Nakase Tomoka、Matsui Chihiro、Hosotani Maiko、Omura Mika、Takahashi Koichi、Nakase Ikuhiko
    • Journal Title

      Experimental Cell Research

      Volume: 412 Pages: 113006~113006

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2021.113006

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 亜鉛トランスポーターZIP6の発現減少を起点とする乳がん悪性化2022

    • Author(s)
      松井千紘、崎谷愛未、中瀬生彦、中瀬朋夏
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] 乳がんの低酸素環境適応応答に重要な亜鉛と亜鉛トランスポーター2022

    • Author(s)
      崎谷愛未、松井千紘、湯谷玲子、中瀬生彦、中瀬朋夏
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] 亜鉛トランスポーターから紐解く乳がん悪性化機構と新治療戦略2021

    • Author(s)
      中瀬朋夏
    • Organizer
      第1回トランスポーター研究会関西部会
    • Invited
  • [Presentation] 優秀発表賞受賞 シスチントランスポーターを利用した抗がん剤活性の制御とトリプルネガティブ乳がん治療の新戦略2021

    • Author(s)
      松井千紘, 生嶌千菜美, 稲垣寧音, 緒方魅優, 後藤栞利, 赤沢真夢, 伊吹綾香, 大西杏奈, 野中愛子, 湯谷玲子, 崎谷愛未, 中瀬生彦, 中瀬朋夏
    • Organizer
      第1回トランスポーター研究会関西部会
  • [Presentation] Biofunctional peptide-modified exosomes with encapsulation of boron compounds for boron neutron capture therapy (BNCT)2021

    • Author(s)
      Shiori Hirase, Ayako Aoki, Kenta Morimoto, Kosuke Noguchi, Tomoka Takatani-Nakase, Shiroh Futaki, Yoshihide Hattori, Mitsunori Kirihata, Ikuhiko Nakase
    • Organizer
      第58回ペプチド討論会
  • [Presentation] 機能性ペプチド修飾型エクソソームを利用したホウ素中性子捕捉療法技術の開発2021

    • Author(s)
      平瀬詩織, 青木絢子, 野口公輔, 森本健太, 中瀬朋夏, 二木史朗, 服部能英, 切畑光統, 中瀬生彦
    • Organizer
      第8回日本細胞外小胞学会
  • [Presentation] 機能性ペプチド修飾型エクソソームを基盤としたホウ素中性子捕捉療法技術の開発2021

    • Author(s)
      平瀬詩織, 青木絢子, 野口公輔, 森本健太, 中瀬朋夏, 二木史朗, 服部能英, 切畑光統, 中瀬生彦
    • Organizer
      第71回日本薬学会 関西支部総会・大会
  • [Presentation] ホウ素中性子捕捉療法を指向した膜透過性ペプチド修飾型エクソソームの効果的利用2021

    • Author(s)
      平瀬詩織, 青木絢子, 野口公輔, 森本健太, 中瀬朋夏, 二木史朗, 服部能英, 切畑光統, 中瀬生彦
    • Organizer
      第67回日本生化学会近畿支部例会
  • [Presentation] 乳がん幹細胞様細胞の維持制御における亜鉛トランスポーターの役割2021

    • Author(s)
      中瀬朋夏、鳥井栄貴、松井千紘、湯谷玲子、中瀬生彦
    • Organizer
      日本薬剤学会年会第36年会
  • [Presentation] 既存医薬品による難治性トリプルネガティブ乳がんを標的とした酸化ストレス耐性の減弱と抗がん効果2021

    • Author(s)
      松井千紘、生嶌千菜美、湯谷玲子、鳥井栄貴、中瀬生彦、中瀬朋夏
    • Organizer
      日本薬剤学会年会第36年会

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Published: 2022-12-28  

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