2021 Fiscal Year Research-status Report
がん代謝阻害時に誘導される相同組換え修復不全の治療標的化に向けた機序解析
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20K07689
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| Research Institution | Japanese Foundation for Cancer Research |
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Principal Investigator |
岡本 有加 公益財団法人がん研究会, がん化学療法センター ゲノム研究部, 研究員 (50625217)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | がん代謝 / 合成致死 / ストレス応答 / シスプラチン / DNA相同組換え修復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん細胞は、解糖系の亢進やグルタミン代謝経路の亢進と言った、正常細胞とは異なる代謝に依存して生存・増殖しており、こういった異常ながん代謝を標的とした治療法の開発が進められている。しかし、がん細胞の代謝経路は可塑性が高く、特定の経路の阻害時に、代替経路の活性化等の適応応答によって生存が可能となることも知られている。従って、がん細胞の代謝を多角的に理解・制御することは特異性および確度の高い治療法開発にとって不可欠である。本研究では、グルタミン代謝阻害と、固形がんで広く用いられる抗がん剤シスプラチンによる細胞選択的な合成致死という独自の知見について、分子機序の解明及び治療応用へのproof of concept取得を目指す。
2021年度は、前年度までに見出した、グルタミナーゼ(GLS)阻害剤による細胞内の遺伝子発現変動や代謝物変動から、GLS阻害とシスプラチンとの合成致死に関与する経路の同定を目指し、研究を進めた。その結果、GLS阻害剤によるシスプラチンの感受性化メカニズムとして、GCN2経路を介した統合ストレス応答ISRの活性化が関与していることを見出した。さらに、TCA中間体の減少と、DNA/ヒストン修飾酵素との関係に着目して解析を進め、ヒストン脱メチル化酵素を介したエピジェネティックな制御が、GLS阻害とシスプラチンとの合成致死に関与している可能性を見出した。また、GLS阻害剤によるシスプラチン感受性化の細胞選択性の検討や、感受性規定因子候補の抽出のため、10種のがん種で構成されるがん細胞パネルJFCR39を用いて、GLS阻害剤とシスプラチンとの合成致死効果について検討を進めた。
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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
昨年度までに、GLS阻害によってシスプラチンに感受性化する肺がん細胞株H460及びA549細胞を用いた遺伝子発現変動解析から、GCN2経路を介した統合ストレス応答経路が活性化していることを見出していた。そこで、GCN2阻害の存在/非存在下で、GLS阻害剤とシスプラチンの共処理を行った。その結果、GLS阻害時にみられたDNA2本鎖切断(DNA double strand break DSB)の蓄積およびシスプラチン感受性化が、GCN2阻害により減弱したことから、GLS阻害によるシスプラチン感受性化がISRの活性化を介していることが確認された。また、アルファケトグルタル酸(αKG)が減少することから、αKG 依存的なDNAメチル化酵素(KDM)に着目し、KDM阻害剤とシスプラチンとの共処理を行った。その結果、複数のKDM阻害剤により、DSB蓄積とシスプラチン感受性化を認め、GLS阻害によるシスプラチン感受性化に、KDMを介したエピジェネティックな制御が関与していることが示唆された。以上のことから、GLS阻害剤による、DNA相同組換え修復不全の誘導機構について重要な知見が得られたと考えている。さらに、がん研究会内で設立された、10のがん種、39の細胞株で構成されるがん細胞パネルJFCR39のうち、約30細胞株について、GLS阻害剤とシスプラチンとの合成致死効果の検討を進めた。その結果、GLS阻害剤とシスプラチンとの合成致死に感受性の細胞株と、抵抗性の細胞株をがん種横断的に、見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、GLS阻害剤とシスプラチンとの合成致死における、KDMの関与に着目し、その分子機構を明らかにすることを目指して、検討を進める。具体的には、KDM阻害剤とシスプラチン共処理時のDNA2本鎖切断や細胞周期について検討し、GLS阻害剤と比較する。また、GLS阻害時のDNAメチル化についての検討や、αKG依存的なKDMであるKDM3,4,5,6などについて、RNA干渉やゲノム編集による発現・機能抑制時のシスプラチン感受性化について検討を進め、関与するKDMの同定を試みる。一方で、JFCR39細胞パネルにおけるGLS阻害剤とシスプラチンとの合成致死効果について引き続き検討を進め、感受性の細胞と抵抗性の細胞について、両者の遺伝子発現、変異情報や、遺伝子への依存性等を比較し、感受性規定因子の候補を抽出したいと考えている。さらに、細胞レベルで合成致死効果が強く見られるものを用いて、マウスゼノグラフトでの抗腫瘍効果を検討したいと考えている。
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Research Products
(1 results)
