Establishment of novel radiosensitization targeting radiation-induced cell kinetics in oral cancer cell lines

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09739
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 戒田 篤志 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40632097)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 放射線治療 / 機能既知薬 / 化合物ライブラリー / 細胞周期 / Fucci

Outline of Annual Research Achievements

口腔領域は摂食嚥下や発語、審美など多くの機能を担っているため、治療後のquality of lifeを維持するという観点からも放射線治療のような非侵襲的治療法の応用は非常に有意義と考えられる。放射線治療を増感させる上で薬剤との併用は有効な一手であり、近年の新薬開発の盛り上がりにより、放射線増感剤の早期開発も期待されるところである。しかしながら、これまでに開発が進められてきた薬剤の多くにおいて、経済的問題や副作用などのために未だ臨床応用には至っていないという点は新薬開発の困難性を物語っている。そこで本研究では、既に他疾患に実用化されている機能既知薬が応用できれば、実用化に至る諸問題が軽減できると考え、本学で有する機能既知薬ライブラリーを利用し、腫瘍細胞特異的に放射線増感効果を示す化合物を探索することを目指し、研究を進めている。
化合物探索には、化合物ライブラリースクリーニングを行い、細胞周期を指標として解析した。腫瘍細胞の多くは、癌抑制遺伝子であるp53に変異または欠損が生じており、そうした細胞に放射線を照射すると主にG2/Mチェックポイントが活性化され、G2アレストが生じる。このG2アレストはDNA修復と関連していることが知られており、G2アレストに異常を生じさせた場合、一般的には増感効果を示すと考えられている。さらに、私達は、細胞周期を可視化するシステムとしてFucciを応用することで放射線照射後のG2アレストをその蛍光動態から把握することに成功している。そこで、Fucciを化合物ライブラリースクリーニングと組み合わせることにより、放射線照射単独と比較して、異なるG2アレスト動態を誘導した化合物を抽出することを試みた。その結果、放射線単独とは異なる動態を示した十数種類の化合物を同定することに成功しており、それらを一次候補化合物とし、現在、さらなる確認を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

一次スクリーニングとしてハイスループット機器を用い、数千サンプルにおけるFucciによる蛍光分布を自動的に計算させるシステムを構築したが、初めての導入だったため、その解析方法や分布の算出方法のセットアップに予定よりも時間がかかったため、当初の計画と比較してやや遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

一次スクリーニングでは、単一濃度でのみ解析を行ったので、抽出された十数種類の一次候補化合物についてはさらに濃度を振り分けた上で、放射線照射後の細胞周期動態に濃度依存的な変化が生じるかを確認する。また、フローサイトメトリーや顕微鏡観察などのように一次スクリーニングとは異なる解析方法でも放射線照射単独とは異なるG2アレスト動態が誘導されるかを確認する。
一次スクリーニングで用いた化合物ライブラリーは本学生体材料研究所より提供されるが、さらなる確認のためには新たに購入する必要があり、その場合に一次スクリーニングとは異なる結果が生じる可能性が考えられる。その結果の相違が、化合物の由来によるのか、それとも解析方法の違いによるかは熟慮する必要がある。化合物そのものによる問題か否かを解決するためには、提供元の生体材料研究所とも協力し、質量分析の実施等も含めて、一次スクリーニングで使用したものと購入したもので違いがないかを明らかにする。