2021 Fiscal Year Research-status Report
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18K08627
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
松原 修一郎 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (60199841)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新地 洋之 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (60284874) [Withdrawn]
高尾 尊身 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (80171411)
下野 隆一 香川大学, 医学部, 准教授 (60404521)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 癌幹細胞 / 膵臓癌 / CD133 / エクソゾーム / microRNA / mTOR / KRAS / Akt |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一昨年から力点をおいてきた標的分子検索については、KRASシグナルの下流にあるmTORC1(mTOR複合体1)の抑制が有効であることが実験的に示され、また、この時フィードバック機構を介してmTORC1の活性化に働くmTORC2(mTOR複合体2)→Akt経路の同時阻害が効果を高めることが認められた。
膵癌などKRASが活性化した細胞ではエクソゾーム取り込みの亢進が報告されているが、アメリカのグループ(Kalluri, R. ら)のようにKRASを直接標的とした場合には、エクソゾームの取り込みも低下するものと思われる。mTORC1、あるいは mTORC1と mTORC2の同時阻害がこれを回避できるか確認しようとしている。
エクソゾームの取り込みを低下させずに幹細胞性を抑制する他の配列を探す過程で、膵臓の正常及び癌幹細胞の機能的幹細胞マーカーとして報告されたALDH1B1に注目した。マウス膵臓のセントロアシナー細胞centroacinar cellsはミトコンドリア酵素Aldh1b1 (アルデヒド脱水素酵素ファミリー1B1)を特異的に発現しており、in vitroでAldh1b1依存的に(自己再生する)成体膵臓オルガノイドを形成する。また、Aldh1b1発現細胞は、成体膵臓の3つの細胞系譜すべてに貢献することが示されている。Aldh1b1を欠損させるとKrasG12D誘導膵臓癌のマウスモデルにおいて、腫瘍の発生が(完全に)抑制される。しかもこの時膵臓におけるKRASの高発現は維持されている。これらのことは、ALDH1B1が膵癌幹細胞制御の有望な標的候補であり、また、活性化KRASによるエクソゾー ムの取り込みとは独立に働いている可能性示しているので、この遺伝子を第二の標的としてとりあげることとし、実験を始めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度もエクソゾームを用いた標的療法において標的とする分子の検索に力点をおいて研究をすすめた。過去の研究において、我々は膵癌細胞の幹細胞性の維持にｍTORおよびGLIを介したシグナルが重要であることを報告し (Matsubaraら2013、Miyazakiら2016)、さらに昨年度までの研究でmTORC1(mTOR複合体1)とAktの同時阻害が膵癌細胞の幹細胞性抑制に有効であることを明らかにした。これら独自に解明してきた標的経路に加えて、最近幹細胞性と機能的に関連した(正常細胞および膵癌細胞の)幹細胞マーカーとして注目されているALDH1B1を第二の標的と定めて、我々の作った膵癌幹細胞モデル(CD133高発現膵癌細胞株)に導入し、検定する段階に入っているが、短鎖RNAの導入効率が低いという問題を解決できず、この実験の進行に遅れが出ている。エクソゾームを遺伝子導入に利用するということは、この点の解決につながる可能性を秘めているが、標的分子の検索に重点をおいてきたためエクソゾームを遺伝子導入の手段として利用する方法についてはまだ確立していない。
エクソゾームの分離精製および確認の実験については研究分担者と連携し、また、実績のある研究室の指導を受けて進める予定であったが、武漢肺炎ウイルス(SARS-CoV-2)騒動で連携にいろいろな障害が起こり、遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の実験は癌幹細胞抑制に用いる短鎖抑制RNAの具体的な配列決定とエクソゾームを用いて細胞に作用させる段階に移る。配列決定については短鎖抑制RNAをリポフェクションあるいはエレクトロポレーションを用いて直接導入する条件を再検討し、これらの方法で有効な短鎖抑制RNAの具体的配列決定ができるかをまず検討する。これと併行して遺伝子導入用のエクソゾーム調整法を検討し、エクソゾームを用いた遺伝子導入の準備をする。短鎖抑制RNA配列を発現するコンストラクトを作製し、エクソゾーム産生細胞に導入することによって短鎖抑制RNA導入用エクソゾームをつくる。これらによって、短鎖抑制RNAの導入効率、標的分子の抑制効率、癌幹細胞性への作用を検討する
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| Causes of Carryover |
昨年度、武漢肺炎ウイルス(SARS-CoV-2)騒動で、出席を予定していた学会がいずれもオンライン開催となった。この経験から、本年度は学会参加を見合わせることとした。このため学会参加費や旅費を使う必要がなくなった。また、分担研究者との共同研究や技術的指導を受ける予定の研究室との行き来にもいろいろと不自由が生じ、実験の遅れがでて次年度使用となった。これらによって生じた助成金の次年度使用額は、再延長期間中におこなうことを計画している細胞からのエクソゾーム分離、解析実験に使用する。また、第二の標的としてとりあげたALDH1B1の検討に使用する。
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