Circadian heterogeneity of colorectal cancer tissues

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08454
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: MATSUURA Toru 関西医科大学, 医学部, 講師 (60415297)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 概日周期 / がん / 幹細胞 / 細胞周期 / 時計遺伝子

Outline of Final Research Achievements

Using human colorectal cancer cells and human osteosarcoma cells, we found that cancer stem cells have less robust circadian rhythm. The circadian rhythm regulates the cell cycle in somatic cells. However, experiments with cell cycle inhibitors and chromatin immunoprecipitation revealed that the cell cycle is regulating the circadian rhythm in cancer stem cells. Treatments of a chemotherapy drug, Doxycyclin, show that the cytotoxicity to somatic cells are dependent on the timing of treatment in a day. On the other hand, the cytotoxicity to cancer stem cells was not dependent on the timing. These results suggest that cancer chemotherapy avoiding the critical timing to somatic cells can be a therapy with low side effect to somatic cells.

Free Research Field

概日リズム

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がんに対する化学療法では様々な副作用が予後不良につながることが広く知られている。これは化学療法薬が細胞分裂を行う細胞をターゲットとすることで、がん細胞のみならず体内の正常幹・プロジェニター細胞にも細胞毒性を発揮することに起因すると考えられている。体細胞の分裂は一般的に夜間に起こることが知られているが、報告者らの研究ではがん幹細胞の細胞分裂は一日中起こっている。そのことから体内での半減期の短い化学療法薬（5-FU）などを、体細胞の分裂しない日中に投与することで、体細胞への副作用を抑え、がん幹細胞へは効果の高い治療を行うように応用することが可能と考えられる。