2019 Fiscal Year Research-status Report
脂肪酸伸長酵素ELOVLによる脂質の質的変容を介した腎癌の進展メカニズムの解明
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19K09664
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
神鳥 周也 筑波大学, 医学医療系, 講師 (50707825)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 篤史 筑波大学, 附属病院, 病院講師 (50789146)
松坂 賢 筑波大学, 医学医療系, 教授 (70400679)
河合 弘二 筑波大学, 人間総合科学研究科, 講師 (90272195)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 腎癌 / 淡明型腎細胞癌 / 脂肪酸伸長酵素 / ELOVL |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腎癌の約80%を占める淡明型腎細胞癌(ccRCC)は脂質合成亢進に伴う細胞内脂質の増加が特徴である。がんにおいてde novoの脂質合成（脂質の「量」）が亢進し、がんの生存に寄与することが証明されているが、脂質の「質」の役割については未だ不明な点が多い。我々はccRCCの進展に脂質の質的変容が重要な役割を果たすという仮説のもと、脂肪酸伸長酵素ELOVLsに着目し、ccRCCにおいてELOVL2及びELOVL5の発現が亢進し、これらの発現抑制によりがんの増殖、浸潤が抑制されることを明らかにした。本研究ではccRCCにおいて、これらの脂肪酸伸長酵素が脂質の三大機能である生体膜成分、エネルギー源、シグナル伝達分子としての機能に及ぼす影響とがんの増殖や浸潤を促進する機序を明らかにすることを目的とする。
これまでに、ELOVL2ノックアウト腎癌細胞株（ACHN）を用いて解析を行ってきた。カスパーゼ3/7アッセイ、Annexin V染色、JC-1アッセイの結果から、ELOVL2ノックアウト細胞ではアポトーシスが亢進することで細胞増殖が抑制されることが明らかとなった。実際に、アポトーシスを誘導する遺伝子であるBAX、BAK、PUMA、NOXAの発現が亢進し、アポトーシスを抑制する遺伝子であるBCL2、MCL1の発現が抑制されていた。さらに、ER Trakerによる小胞体染色を行った結果、ELOVL2ノックアウト細胞では染色強度が亢進しており、ELOVL2ノックアウトにより小胞体ストレスが誘導されると考えられた。実際に、CHOPをはじめとする小胞体ストレス応答遺伝子（GADD34、ｓXBP1、GRP78、EDEM、BIP）の発現が亢進していた。
以上の結果から、ELOVL2による脂質の質的変容は小胞体ストレスに伴うアポトーシスを抑制することで腎癌の進展に寄与する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までに、ELOVL2ノックアウト腎癌細胞株（ACHN）を用いて解析を行ってきた。カスパーゼ3/7アッセイ、Annexin V染色、JC-1アッセイの結果から、ELOVL2ノックアウト細胞ではアポトーシスが亢進することで細胞増殖が抑制されることが明らかとなった。実際に、アポトーシスを誘導する遺伝子であるBAX、BAK、PUMA、NOXAの発現が亢進し、アポトーシスを抑制する遺伝子であるBCL2、MCL1の発現が抑制されていた。さらに、ER Trakerによる小胞体染色を行った結果、ELOVL2ノックアウト細胞では染色強度が亢進しており、ELOVL2ノックアウトにより小胞体ストレスが誘導されると考えられた。実際に、CHOPをはじめとする小胞体ストレス応答遺伝子（GADD34、ｓXBP1、GRP78、EDEM、BIP）の発現が亢進していた。以上の結果から、ELOVL2による脂質の質的変容は小胞体ストレスに伴うアポトーシスを抑制することで腎癌の進展に寄与する可能性が示唆された。
一方で、ELOVL2及びELOVL5により長～極長鎖脂肪酸（必須脂肪酸）が合成されるが、LC-MS（LTQ Orbitrap XL）では腎癌細胞株における極長鎖脂肪酸が十分に測定できなかった。そこで現在は、GC-MSにてアラキドン酸、ドコサペンタエン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸の測定を試みている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ELOVL2ノックアウトにより小胞体ストレスが誘導される可能性が示唆されており、小胞体ストレスマーカーであるIRE1α、ATF6、PERKをウエスタンブロットにて評価を行う。ELOVL2低発現腎癌細胞株（OSRC-2）に対してELOVL2の強制発現を行い、アポトーシスや小胞体ストレスに及ぼす影響を検討する。
脂肪酸組成の解析については、島津製作所の協力のもとGC-MSによりアラキドン酸、ドコサペンタエン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸の測定を試みている。腎癌の凍結組織では測定可能であり、サンプル質量が十分量あればアラキドン酸、ドコサペンタエン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸の測定は可能であると推察された。今後は培養細胞のサンプル質量を増量して再検する予定である。極長鎖脂肪酸の測定が可能となれば、GC-MS/MS、LC-MS/MS、質量顕微鏡などを使用し、リン脂質における脂肪酸組成の解析も行っていく。
脂肪酸組成の解析が可能となれば、すでに樹立しているELOVL5ノックアウト腎癌細胞株（ACHN）を用いた解析も併せて行っていく予定である。
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| Causes of Carryover |
当初購入予定だった消耗品等の納品が間に合わなかったため未使用分が出たが、次年度に購入予定である。
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