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

2021 Fiscal Year Annual Research 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, 特定准教授 (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、昨年度から引き続き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。しかし予定通りに進まず、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、実験に使用した。
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ており、同様の実験を食道癌でも行った。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の有無を確認した。その結果、CDKN3をノックダウンするとパクリタキセルによる抗腫瘍効果が有意に増強することが明らかになった。（未発表データ）
CDKN3は細胞周期（特に分裂期）において重要な役割を果たすとされている。また、食道癌で標準治療として用いられるパクリタキセルも分裂期に作用することが知られている。そこで、CDKN3ノックダウン食道癌細胞株を抗癌剤パクリタキセルに暴露し、その細胞分裂を観察したところ、分裂期における中心体の数と局在に異常が生じ、異常な細胞分裂が誘導され細胞死に至っていることを解明した。（未発表データ）
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。