Analysis of the cell death mechanism induced by heavy ion beams for CDKN2A mutant carcinoma

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08214
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: Yajima Hirohiko 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命・医学部門, 主幹技術員 (30261895)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 菜花子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命・医学部門量子医科学研究所, 研究員 (50402863)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: がん治療 / 放射線 / 重粒子線 / DNA損傷応答

Outline of Final Research Achievements

In this study, we analyzed the biological effects of heavy ion irradiation on CDKN2A mutant cancer cells (MCF7), which are the causative genes of radiation resistance, and their effects on the mechanism of cell death induction. MCF7 is resistant to X-ray and gamma irradiation. On the other hand, it was clarified that heavy ion irradiation induce apoptosis and cellular senescence by inducing activation of the complex DNA damage response signal ATR, thereby maintaining a stable high expression of p53 of MCF7 and promoting increased expression of p21.

Free Research Field

医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん治療は個別化治療が進んでいる。放射線治療にも個別の遺伝子変異に応じた照射条件を適応する治療が望まれている。CDKN2Aの変異率が特に高い膵癌は５年生存率が10％未満のアンメッドメディカルニーズの高い腫瘍であるが、重粒子線治療は治療後5年生存率が50%程度と良好な治療成績が収められている。本研究により、CDKN2A変異がんに対する重粒子線の優位性が示され、CDKN2A変異が多い、膵癌への重粒子線適応を後押しし、さらに膵癌に対して効果の高い量子メス開発・化学療法免疫療法との併用療法開発の基盤となると期待している。