2021 Fiscal Year Research-status Report
リードスルー療法による家族性大腸腺腫症における腫瘍抑制効果に関する基礎的研究
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20K07684
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
新井 正美 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (20232027)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柿沼 志津子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所, 副所長(任常) (20392219)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ナンセンス変異 / リードスルー療法 / マクロライド系抗生剤 / 家族性大腸腺腫症 / 遺伝性腫瘍 / APC遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アミノ配糖体及びマクロライド系抗生剤は、細菌のリボソームでのタンパク質合成を阻害し抗菌作用を発揮する抗生剤で、現在ではマイコプラズマ肺炎やMAC症、Chlamydia trachomatis尿道炎および子宮頸管炎など、日常臨床で幅広く使用されている。その中の幾つかの抗生剤は、タンパク質合成の翻訳過程においてリボソームRNAの構造を変化させコドンとアンチコドンの相互作用の精度を低下させることが知られている。その結果、ナンセンス変異により生じる未成熟終止コドンのリードスルー(読み過ごし)が起こりタンパク質合成阻害が解除される。このようなリードスルー作用を有する抗生剤は、既にナンセンス変異が起因のデュシェンヌ型筋ジストロフィーの治療薬として臨床応用され、一部の国では条件付き承認となっている。従って、ナンセンス変異を有する遺伝性腫瘍に対してもがん予防効果が期待出来るが、その科学的知見は乏しい。共同研究者らは、これまでにナンセンス変異を有するヒト家族性大腸腺腫症のモデルマウスであるC57BL/6J 雄ApcMin/+マウスと野生型雌C3H/HeJマウスとのハイブリットマウスであるC3B6F1 ApcMin/+マウスが、ヒト大腸癌の初期病変から浸潤を伴う進行癌までの進行過程を病理組織学的に解析可能なモデルマウスであることを見出した。
本研究は、構築したC3B6F1 ApcMin/+マウスを用いてリードスルー作用を有するマクロライド系抗生剤のがん予防効果を検証することを目的とした。また、消化管は放射線感受性臓器のひとつであることより、被ばく後の発がんリスク低減化法としてのリードスルー療法の有用性についても検討する。
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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
当初の計画通りに実験が進行している。具体的には、作出した雌C3B6F1ApcMin/+マウスを用いて、リードスルー誘起剤であるマクロライド系抗生剤を低濃度、中濃度及び高濃度の３濃度をそれぞれ3週齢から連続飲水投与する群と無処置群(対照群)の4群を設定した。各群共に、8、12、16及び20週齢時に5～10匹ずつ解剖を行い、病理組織学的解析用に消化管（小腸・大腸）を含む主要臓器の摘出、蛋白発現解析用に消化管上皮の採取及び腸内細菌叢解析用に消化管内容物の採取を行った。採取した消化管はホルマリン固定後、実体顕微鏡を用いて腫瘍数と腫瘍サイズの計測を行った。その後、腫瘍の病理組織学的解析用の病理組織標本を作製した。加えて、マクロライド系抗生剤の投与による肝及び腎障害、骨髄抑制の有無の評価用の病理組織標本も作製した。腫瘍数と腫瘍サイズを計測した結果、低濃度のマクロライド系抗生剤投与が最も自然発症腫瘍に対する予防効果が認められた。腸腫瘍に関して作製した病理組織標本を用いて腺腫、腺癌（浸潤癌）の病理診断を進めた。また、マクロライド系抗生剤のリードスルー効果の検証のため、免疫組織化学的手法を用いて腫瘍部におけるApc、β-カテニン及びCyclin D1の蛋白発現変化を評価し、リードスルーによる腫瘍抑制効果との関連性を調べた。さらに、抗生剤の長期投与による腸内細菌叢の多様性や割合の変化を確認するため、アンプリコンシーケンス解析を行った。
上記実験で得られた結果を基に、抗生剤の投与濃度を決定し放射線誘発消化管腫瘍に対する予防効果の検証実験を進めた。作出した2週齢雌C3B6F1 ApcMin/+マウスに2GyのX線を照射し、3週齢からマクロライド系抗生剤の飲水投与を開始し、最大20週で安楽死させ解剖を行い、腫瘍数・サイズの計測を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
マクロライド系抗生剤の自然発症腫瘍に対するリードスルーによるがん予防効果に関しては、得られた病理診断結果、Apc、β-カテニン及びCyclin D1などの免疫組織化学染色結果、腸内細菌叢の結果をまとめて論文化する。
放射線誘発消化管腫瘍に対するマクロライド系抗生剤の予防実験に関しては、自然発症腫瘍実験と同様に病理組織標本を作製して腺腫、腺癌(浸潤癌)の診断を行い、腫瘍部におけるApc、β-catenin及びCyclin D1の免疫組織化学染色を行いリードスルー効果の評価を行う。
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| Causes of Carryover |
2020年度と同様に新型コロナウイルスの流行により、学会が現地開催からWeb開催へ変更等で出張が中止となったため全額を使用することができなかった。次年度の試薬の購入に充てるなどして効率的に使用する予定である。
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