肺小細胞がんにおけるプリン塩基サルベージ経路を介した細胞増殖制御機構の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K07627
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 牧野嶋 秀樹 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, ユニット長 (30510573)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 肺小細胞がん / 核酸生合成経路 / プリン塩基 / サルベージ経路

Outline of Annual Research Achievements

臨床検体を用いた肺小細胞がん組織の解析結果から、プリン関連代謝産物が肺小細胞がんに高レベルに含有され、サルベージ経路（再利用経路）を介して再利用され、核酸が盛んに生合成されることが肺小細胞がんの速い細胞増殖を可能にする、と考えている。本研究では、肺小細胞がんにおけるプリン塩基サルベージ経路を介した細胞増殖制御機構の解明する目的で研究を推進した。３年計画の１年目である。HPRT1遺伝子を欠失した肺小細胞がん細胞株（HPRT1 KO）を用いて、免疫不全のマウス皮下にがん細胞を移植し、in vivoの腫瘍進展におけるHPRT1の機能を最初に解析した。さらに、HPRT1 KO のin vitro の肺小細胞がん細胞株および皮下移植したゼノグラフト腫瘍のメタボローム解析を行い、核酸関連代謝産物のプロファイルを構築した。HPRT ノックアウトマウスの脳で観察されたように、特にプリン塩基に関連するde novo経路に含まれる中間代謝に着目し、WT、HPRT1 KO、KO+HPRT1 の3つの遺伝学的に改変した細胞株を複数の異なる細胞株を用いてHPRT1 KOを作製し、核酸関連代謝産物を定量解析した。今後、de novo（新規生合成） or サルベージどちらのプリン生合成経路を主に経由しているのか、定量的に決定する。さらに、細胞内ヌクレオチド濃度の変動と細胞周期の関係性や新規生合成経路とサルベージ経路の両方の経路を阻害による細胞増殖への影響を検証する。最終的には、肺小細胞がんにおけるプリン塩基サルベージ経路を介した細胞増殖制御機構の解明を目指す計画である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

HPRT1遺伝子を欠失した肺小細胞がん細胞株を用いて、免疫不全のマウス皮下にがん細胞を移植し、in vivoの腫瘍進展におけるHPRT1の機能を最初に解析した。さらに、HPRT1 KO のin vitro の肺小細胞がん細胞株および皮下移植したゼノグラフト腫瘍のメタボローム解析を行い、核酸関連代謝産物のプロファイルを構築した。

Strategy for Future Research Activity

プリンヌクレオチドの生合成が、de novo（新規生合成） or サルベージ（再利用）どちらのプリン生合成経路を主に経由しているのか、定量的に決定する。プリンヌクレオチドが高いレベルで検出された肺小細胞がん細胞株を用いて、新規生合成経路であればグルコースあるいはアミノ酸、サルベージ経路であればヒポキサンチン等の同位体を含む前駆体を用いて、細胞内のIMP等の核酸に取り込まれる量を定量する。

Causes of Carryover

予定よりも消耗品費と謝金・人件費の支出が少なく済んだため、来年度以降に消耗品の購入と新たに人を雇用する予定で、次年度に使用額が生じた。