CDKN3 as a new target of anti-cancer treatment overcoming the resistance to cytotoxic chemotherapy

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K08393
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 松原 淳一 京都大学, 医学研究科, 講師 (40782371)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩田 浩明 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (40613328)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 大腸癌 / CDKN3 / 抗癌剤 / 食道癌

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、申請者の最近の研究で明らかとなったE2F4による殺細胞性抗癌剤治療の耐性メカニズムの一つとしてCDKN3に着目し、大腸癌細胞でCDKN3を阻害することの生物学的意義を検証し、新規抗癌剤としてのCDKN3阻害剤を開発することである。
今年度は、CRISPR-Cas9というゲノム配列の任意の場所を削除、置換、挿入することができる新しい遺伝子改変技術を用いて、CDKN3を完全ノックアウトした癌細胞株の作成を試みた。しかし、技術的に困難が多く非常に時間を要している。その遅れを補完するための代替方法として、small hairpin RNA（shRNA）を用いたCDKN3ノックダウン癌細胞株を作成した。また、京都大学医学部附属病院における切除不能大腸癌症例の臨床データ集積も開始した。
また、大腸癌と同じように食道癌でも一定の頻度でCDKN3の遺伝子増幅が見られることが公共データベースの検索で判明した。そのため、同様の実験系樹立を食道癌でも開始した。複数の癌細胞株を用いてCDKN3阻害剤による抗癌剤治療効果の増強効果を検討することができれば、迅速な実験系の評価及びCDKN3阻害剤の開発のスピードアップを実現することができると期待している。
in silico解析を用いたCDKN3阻害剤の化合物スクリーニングのために、東京大学創薬機構に化合物データベース及びライブラリー化合物の使用を申請し許可を受けた。現在、その化合物データベースを用いて、本研究の研究分担者・岩田助教とともに解析を進めている。
CDKN3の生物学的意義については、大腸癌や食道癌に限らず多くの固形癌において共有されている可能性があり、CDKN3阻害により殺細胞性抗癌剤に対する治療抵抗性の克服が実現されれば、多くの癌患者の治療成績向上が達成される。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

申請書に記載のある、CDKN3阻害剤のin silico解析を開始することはできた。一方で、CDKN3をノックダウンする実験系の樹立に時間を要した。具体的には、CRISPR-Cas9を用いたCDKN3ノックアウト癌細胞の樹立が技術的に難しく、shRNAを用いたCDKN3ノックダウン細胞の樹立も同時に行うことで、補完的に計画を進行している。

Strategy for Future Research Activity

今後は、我々が確立したマウスモデルを利用したin vivo抗癌剤実験において、shRNAを用いたCDKN3ノックダウンの抗癌剤感受性へ与える影響を確認する。
東京大学創薬機構の化合物データベース及びライブラリー化合物を用いたCDKN3阻害のin silico解析についても引き続き進めていく。そこで同定されたCDKN3阻害作用を有する新しい化合物について、その生物学的薬理作用を確認するために、新たに実験系を確立し評価する。
また、CDKN3ノックダウン癌細胞と野生型癌細胞との比較解析で、CDKN3の下流遺伝子を同定する。