Mechanisms of ATP-release in Cancer Cells

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K06851
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 古家 喜四夫 名古屋大学, 総合保健体育科学センター, 研究員 (40132740)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ATP放出 / ルミネッセンスイメージング / がん微小環境 / 乳がん細胞 / S1P / VRAC / LRRC8A / xenograft

Outline of Annual Research Achievements

がんは自らの周りに生存を維持するための微小環境を構築しており、そこにはATPが高濃度で存在する。このATPの一つの大きな役割は分解によりアデノシンを生成、高濃度に維持することにより、がんに対する免疫攻撃を抑制することである。しかしがん微小環境においてATPが高濃度に維持されるメカニズムは分かっていない。本研究は、私たちの開発したATPリアルタイムイメージング法を用いて見出すことのできたがん細胞特異的なATP放出現象の機序と役割を明らかにし、がんにおけるATPシグナリングを解明することを目的としている。これまでに、低張刺激によって未分化の細胞株特異的に散漫的持続的なATP放出がみられ、それが容量調節性Cl-チャネル(VRAC)の阻害剤であるDCPIBでのみ阻害され、VRACの必須サブユニットであるLRRC8Aのノックダウンによって抑制されることからVRACの関与を確証した。このATP放出は低張刺激だけではなくがん微小環境にも多く存在する炎症性物質Sphingosine-1-Phosphate (S1P)で細胞容積変化を伴わずに活性化され、LRRC8Aのノックダウンで抑制されることや乳がん細胞ではS1P受容体が多く発現していることなどからがん微小環境のATP放出にS1Pの寄与が示唆された。実際この機序ががん組織の微小環境において働いているのかを明らかにするため、今年度、ヌードマウスに種々のがん細胞株を移植しその増殖の変化を見るXenograftモデル系を構築した。その結果、VRACノックダウン乳がん細胞はそのコントロール細胞に比べ明らかにがん組織の成長が抑制されていた。細胞自身の増殖能はノックダウン細胞でも変わらなかった。以上のことからVRACはがん組織においてATPを放出しATP環境を作ることによりがん組織の成長をサポートしていると考えられる。