三次元培養がん細胞に高発現する因子の同定と腫瘍形成メカニズム解明への展開

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K07583
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 横山 智哉子 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (50608908)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 三次元細胞培養 / がん / モノクローナル抗体 / サイトケラチン / 解答系酵素 / アドヘレンスジャンクション

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は，これまでに生体内の腫瘍モデルとして，がん細胞の三次元（3D）細胞培養法を確立し，3D培養したがん細胞を抗原としたモノクローナル抗体を作製し，二次元（2D）培養と比較して，3D培養がん細胞において発現量の亢進する因子を見出した。本研究課題において，前年度ではこれらの3D培養がん細胞に高発現する因子は、細胞骨格分子はcytokeratin 18 (CK18)，代謝関連分子はglucose-6-phosphate isomerase (GPI)，アドヘレンスジャンクション構成分子はIQ motif containing GTPase Activating Protein 1 (IQGAP1)であると同定した。
本年度は，特に3D培養がん細胞における解糖系によるエネルギー取得の亢進すなわちワールブルク効果に着目した。これまでに研究代表者はGPIの発現量が3D培養がん細胞において亢進する傾向があると見出していたため，他の解糖系酵素について定量PCRによりmRNA発現量を比較した。その結果，3D培養がん細胞において，aldolase C (ALDOC)およびEnolase 2 (ENO2)のmRNA量が大幅に亢進すると見出した。そのため，現在ALDOCおよびENO2に対するモノクローナル抗体を作製し，これらの抗体の性状解析を実施している。次年度は，これらの抗体を用いて，3D培養がん細胞における解糖系酵素のタンパク質レベルでの亢進を確認する。
また，IQGAP1の3D培養がん細胞における共役因子の同定のため，既存のIQGAP1の共役因子について定量PCRによりmRNA発現量を比較した。その結果，3D培養がん細胞において，いくつかの因子のmRNA量が亢進すると見出した。今後は，これらの因子についてのモノクローナル抗体を作製し，タンパク質レベルでの亢進を確認する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

前年度の同定されたそれぞれの抗原分子から派生し，他の解糖系酵素やIQGAP1の共役因子の挙動を明らかにした。しかしながら，それぞれの因子についてユニークな実験系を構築する必要があり，時間を費やしたため，CK18の解析など予定していた実験が行えていない部分もある。また，GPI抗体作製および性状解析についての学術論文を投稿しているが，アクセプトはまだされていない。したがって，総合的に判断し，おおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

次年度は最終年度のため，それぞれの解析から得られた結果を学術論文としてまとめたいと考える。CK18については，3D培養がん細胞における細胞死実験を実施し，3D培養がん細胞塊においてどのように細胞死が誘導されるか，また細胞死の種類などを明らかにする。また，3D培養がん細胞における解糖系酵素の解析およびIQGAP1の共役因子の解析では，新たに作製したモノクローナル抗体を駆使し，これらの3D構造形成に関わる因子を明らかにする。