細胞骨格ダイナミクスに基づく分子輸送制御システムの解明と革新的癌創薬への新展開

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H01064
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 渡部 昌実 岡山大学, 大学病院, 教授 (70444677)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 那須 保友 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (20237572) ; 竹居 孝二 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (40322226) ; 竹田 哲也 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (30302368) ; 野口 洋文 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50378733) ; 山田 浩司 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (80325092) ; 黄 鵬 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (00610841) ; 定平 卓也 岡山大学, 大学病院, 助教 (20733322)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 癌 / Dynamin / in vivo投与 / 間葉系幹細胞 / 細胞内輸送

Outline of Annual Research Achievements

各種癌細胞を入手すると同時に、より普遍性の高い研究を遂行する為、独自のマウス間葉系幹細胞を樹立した。各種癌細胞において、細胞骨格因子が関わる細胞内分子輸送システムに重要と考えられるタンパク質群の発現を網羅的に解析した。特に、REIC/Dkk-3、SGTA、Tctex-1、Dyneinモーター、Dynaminおよびその他の細胞骨格（制御）因子に着目して、それら関連分子を含め発現を解析した。一部のタンパク質においてはその発現を認めず、免疫組織学的な解析を行うべく準備を進めた。これまでの男性ホルモンレセプターの核内移行に基づく実験系に加え、糖質コルチコイドレセプターの核内移行に基づく表現型解析系を立ち上げた。また癌創薬の観点から複数のDynamin阻害薬に関する検討を行い、in vivo投与での作用機序解明に係る動物実験での解析系の立ち上げを行った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

各種ヒト癌細胞において、本研究のKeyとなる細胞骨格制御タンパク質：Dynamin2のubiquitousな発現を認め、Dynaminを解析軸として研究を進めた。C57BL/6マウスの脂肪組織より樹立した間葉系幹細胞については、liquid chromatography tandem-mass spectrometry (LC MS/MS)を用いて当該細胞株における各種タンパク質発現を確認した。これまでの男性ホルモンレセプターの核内移行に基づく実験系について再度の確認実験を行うと共に、糖質コルチコイドレセプターの核内移行に基づく表現型解析系を確立し、細胞内分子輸送システムの観点から各種細胞骨格因子について機能解析を行った。In vivo投与による作用機序解明に係る動物実験系の立ち上げについては、癌創薬の観点から特にDynamin阻害薬を候補薬とした解析系として、内視鏡下に当該試験薬を生体内投与する新しい投与技術の確立に取り組んだ。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、前立腺癌、胃癌、膀胱癌等の各種の癌細胞、また間葉系幹細胞等の各種幹細胞において、Actin線維-微小管細胞骨格制御に必須のタンパク質：Dynaminの制御に関するREIC/Dkk-3タンパク質および関連タンパク質の機能を解析する。我々は既にDynaminによるActin線維への作用について、活性型Dynaminの集合体から成るDynaminリングによりActin線維が集束されることを明らかにしている。一方で、Dyneinモーターによる細胞維持必須分子の微小管輸送のトラックに細胞骨格が利用されることが知られている。現時点での仮説として、REIC/Dkk-3関連タンパク質が、DynaminのGTPアーゼとしての機能と通してActin線維-微小管細胞骨格ダイナミクスによりDyneinモーターを制御し、結果として各種シグナル分子等の微小管輸送に重要な役割を果たすことが挙げられる。これらの観点からの細胞生物学的解析を継続する。また、癌創薬を含む低分子創薬における候補となる試験薬のin vivo投与での作用機序解明・効果定量に係る動物実験解析系を複数確立する。