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2021 Fiscal Year Annual Research Report

代謝調節によるがんステムネス制御の分子基盤

Research Project

Project/Area Number 19H01033
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

平尾 敦  金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (90343350)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords代謝
Outline of Annual Research Achievements

がんの発生や悪性化プロセスにおける幹細胞特性・未分化形質(ステムネス)の獲得は重要な生物学的特徴であり、その制御機構の解明は、がんの本態解明の手掛かりとなる。本研究では、発がんに寄与する代謝経路やメタボライトの特定、治療抵抗性とステムネスを制御する代謝経路の特定を進め、がんステムネスの獲得・維持機構を明らかにすることを目標とした。本年度は、特にリソソーム機能とがん悪性化に焦点を当て研究を進めた。
各種脳腫瘍患者由来サンプルに対して、ATG5欠損(オートファジー抑制)状態を作出しより高い抗腫瘍効果を示す臨床的に応用可能な薬剤を探索した。その結果、めまいの治療薬と知られるIfenprodilがリソソーム膜の傷害を誘導すること、しかも低濃度でミトコンドリア活性酸素の上昇と細胞死を誘導することを見出した。本薬剤を用いて解析したところ、薬剤刺激により、ATG5依存的にリソソーム膜上のタンパク質(LAMP1)のdegradationを誘導すること、オートファジー阻害剤と併用することで高い抗腫瘍効果を観察したことから、Lysophagyによってリソソーム膜を堅牢にすることが悪性形質のひとつの要因になっているのではないかと考えられた。
一方、白血病細胞株を用いたsgRNAライブラリースクリーニングを実施した結果、リソソームおよびミトコンドリア関連分子が機能的にリンクしながら未分化性を維持していることが判明し、今後、標的分子の探索、エピジェネティクス変化の解析を通して、代謝と分化に関する分子基盤を明らかできると考えられた。
以上のように、新規の標的分子・経路の特定および治療薬への応用を目指した研究のための有用な知見を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

がんの悪性形質の制御に関して、代謝的側面、特に異化経路に関する新知見を得ることができた。さらに、その制御メカニズムに関するより深い解析が進行している。

Strategy for Future Research Activity

代謝と分化・未分化形質に関して標的分子の探索、エピジェネティクス変化の解析を通して、その分子基盤を解明を行う。

  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] The Role of Nutrients in Maintaining Hematopoietic Stem Cells and Healthy Hematopoiesis for Life2022

    • Author(s)
      Tadokoro Yuko、Hirao Atsushi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Pages: 1574~1574

    • DOI

      10.3390/ijms23031574

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SMURF2 phosphorylation at Thr249 modifies glioma stemness and tumorigenicity by regulating TGF-β receptor stability2022

    • Author(s)
      Hiraiwa Manami、Fukasawa Kazuya、Iezaki Takashi、Sabit Hemragul、Horie Tetsuhiro、Tokumura Kazuya、Iwahashi Sayuki、Murata Misato、Kobayashi Masaki、Suzuki Akane、Park Gyujin、Kaneda Katsuyuki、Todo Tomoki、Hirao Atsushi、Nakada Mitsutoshi、Hinoi Eiichi
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02950-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The GPI-anchored protein CD109 protects hematopoietic progenitor cells from undergoing erythroid differentiation induced by TGF-β2021

    • Author(s)
      Tanabe Mikoto、Hosokawa Kohei、Nguyen Mai Anh Thi、Nakagawa Noriharu、Maruyama Kana、Tsuji Noriaki、Urushihara Ryota、Espinoza Luis、Elbadry Mahmoud I.、Mohiuddin Md、Katagiri Takamasa、Ono Masanori、Fujiwara Hiroshi、Chonabayashi Kazuhisa、Yoshida Yoshinori、Yamazaki Hirohito、Hirao Atsushi、Nakao Shinji
    • Journal Title

      Leukemia

      Volume: 36 Pages: 847~855

    • DOI

      10.1038/s41375-021-01463-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CDK8 maintains stemness and tumorigenicity of glioma stem cells by regulating the c-MYC pathway2021

    • Author(s)
      4.Fukasawa K, Kadota T, Horie T, Tokumura K, Terada R, Kitaguchi Y, Park G, Ochiai S, Iwahashi S, Okayama Y, Hiraiwa M, Yamada T, Iezaki T, Kaneda K, Yamamoto M, Kitao T, Shirahase H, Hazawa M, Wong RW, Todo T, Hirao A, Hinoi E
    • Journal Title

      Oncogene

      Volume: 40 Pages: 2803~2815

    • DOI

      10.1038/s41388-021-01745-1

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cell fate decision by metabolic regulation in hematopoietic stem cell homeostasis and leukemogenesis.2021

    • Author(s)
      Atsushi Hirao
    • Organizer
      The 39th Sapporo International Cancer Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cell fate determination mediated by nutrient-derived metabolites in tumor development and malignant progression.2021

    • Author(s)
      Atsushi Hirao
    • Organizer
      第80回日本癌学会学術総会
    • Invited
  • [Presentation] 栄養代謝による細胞運命決定とがん2021

    • Author(s)
      平尾敦
    • Organizer
      第94回日本生化学大会
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 腫瘍治療用医薬組成物2021

    • Inventor(s)
      1.平尾敦, Jing Y, 小林昌彦, 中田光俊
    • Industrial Property Rights Holder
      1.平尾敦, Jing Y, 小林昌彦, 中田光俊
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-151703

URL: 

Published: 2022-12-28  

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