2021 Fiscal Year Research-status Report
リボフラビン経路を標的とした新規膵臓がん治療法の開発
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20K07558
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大塩 貴子 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教 (80723238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
園下 将大 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (80511857)
市川 聡 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (60333621)
藤井 清永 第一薬科大学, 薬学部, 教授 (10278327)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 膵がん / リボフラビン / ショウジョウバエモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膵がんは、種々のがんの中で最も予後が悪い。その新規治療法の開発は極めて重要な福祉課題だが、長年の研究にもかかわらず詳細な発生機序や有効な治療標的は十分に解明されていない。
申請者らはこれらの解析を一層推進すべく、膵がんの中でも最も予後が悪い患者群で観察される４遺伝子変異を模倣した初の動物モデル、4-hitショウジョウバエを作出した。このハエを用いた網羅的遺伝学的解析により、リボフラビン（RF）代謝経路の律速酵素であるRFキナーゼ（RFK）がこれらの表現型を促進すること、RF経路阻害剤のroseoflavin (RoF) とMEK阻害薬trametinib（Tr）の組み合わせが、そのハエの生存率を大きく回復させることを明らかにした。したがって、RoFとTrの組み合わせが、膵がんの新規治療標的となることが示唆された。
そこで今年度は、RF代謝経路の治療標的因子を同定するために、4-hitハエの腫瘍においてRF代謝経路関連遺伝子をノックダウンした。その結果、RFKだけでなくその上流のRFTや下流のFLAD1をノックダウンしても、4-hitハエの致死性を優位に救済することが明らかになった。したがって、RF代謝物のうち、その最終産物であるFADの産生が、腫瘍の悪性化に関わることが示唆された。さらに、ヒト膵がん細胞を３次元培養し、RoFもしくはTr処置すると、対照細胞と比較してスフェロイドの数や大きさが抑えられた。また、ヒト膵がん移植マウスでのRoF投与実験の前段階として、免疫不全マウスでのRoFの最大耐用量を検討したところ、10 mg/kgであることが分かった。10 mg/kgのRoFをマウスに単回投与すると、最大血中濃度は7.56 uMであり、ヒト膵がん細胞株のスフェロイド形成を抑制した濃度以上であった。すなわち、RoF投与は、膵がん移植マウスの腫瘍を退縮させる可能性が考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、4-hitハエを用いた実験により、RF代謝経路に関わる遺伝子３種（RFT, RFK, FLAD1）全てが治療標的因子となりうることを明らかにした。さらに、マウスにおけるRoF投与量も決定した。以前に、マウスでのTr投与量も既に決定しており、今後、RoFとTrを膵がん移植マウスに投与する実験も可能となった。また、より生体内での状態を模倣すると言われている３次元培養の系も確立し、RoFやTrのヒト膵がん細胞の増殖抑制の作用機序の解明に利用できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により、マウスにおけるRoFとTrの投与量を決定した。今後は、ヒト膵がん細胞を同所移植した免疫不全マウスにRoFやTr、さらにそれらを組み合わせて投与し、対照群と比較して腫瘍を優位に退縮させるか検討する予定である。さらに、その作用機序を明らかにするために、それらの腫瘍や３次元培養した膵がん細胞を用いてメタボローム解析やトランスクリプトーム解析を行う計画である。
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| Causes of Carryover |
初年度は、新型コロナウイルス感染拡大防止のために一時期研究を停止し、支出が当初の計画より少なくなった。その分、昨年度の研究は大幅に進め、支出が計画よりも増大したが、以前に購入した試薬などを活用することにより、当初の計画よりも少なく抑えることができた。本年度は、その消耗品などの在庫が枯渇するため、また、新たな系の立ち上げを計画しているため、その費用が必要となる。
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