2021 Fiscal Year Research-status Report
Targetting aggresome formation in metastatic breast cancer cells
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20K08970
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
風間 宏美 東京医科大学, 医学部, 助手 (00339350)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川原 玄理 東京医科大学, 医学部, 准教授 (40743331)
宮原 か奈 東京医科大学, 医学部, 講師 (90532391)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 乳癌細胞 / 小胞体ストレス / プロテアソーム / HDAC6 / アグリソーム / ユビキチン / 活性酸素種 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
難治性の転移・再発乳癌において、細胞内の不良タンパク質（unfolded protein）はユビキチン化を受けて、プロテアソーム/オートファジーで分解処理される。しかし、この分解処理許容量を越えて蓄積する不良タンパク質は、微小管に沿って核近傍の微小管形成中心（MTOC）に逆行輸送されて凝集塊（アグリソーム）を形成する。申請者らのこれまでの研究成果より、このアグリソーム形成が小胞体（ER）ストレス緩和に寄与していることが明らかとなった。
今回、乳癌細胞株MDA-MB231およびMDA-MB468にプロテアソーム阻害剤ボルテゾミブ(BTZ)とアグリソーム形成阻害効果が期待されるヒストン脱アセチル化酵素６(HDAC6) 阻害剤のリコリノスタット(RCS)を同時添加すると、相乗的な殺細胞増強効果とERストレス負荷が顕著に誘導されることを観察した。また、両薬剤併用によりROS産生が著しく亢進し、ROSのスカベンジャーであるN-acetylcysteine (NAC)および還元型グルタチオン（GSH-EE）添加により、このERストレス負荷および殺細胞効果が相殺された。これより、BTZ+RCS併用による殺細胞増強効果はROS産生亢進を介したERストレス負荷に依存していることが示唆された。興味深いことに、シクロヘキシミド（CHX）添加により新規タンパク質合成（翻訳）を抑制することで、ROSの消失と共にBTZ+RCSによるERストレス負荷ならびに殺細胞効果の減弱が観察された。
以上より両薬剤併用により誘導される強力な殺細胞効果は、不良タンパク質の蓄積とROS産生ならびにERストレス負荷が相互に密接に連関している結果であると考えられる。
現在、RCSの標的分子の同定ならびにアグリソーム形成に関する効果を検討中である。
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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
乳癌細胞株にプロテアソーム阻害剤であるボルテゾミブとHDAC6阻害剤であるリコリノスタットを同時に作用させることで、相乗的な殺細胞増強効果が誘導できることを発見した。また、その分子基盤としてROSの産生亢進とERストレス負荷増大があることを明らかにしたことは大きな進展と考える。
本研究計画立案の当初は、アグリソーム形成を治療標的することでERストレス負荷を介した乳癌細胞死を誘導することを意図したものである。また、その研究過程でアグリソーム形成阻害に関わると考えられるHDAC6阻害剤リコリノスタットが選択された。今後はアグリソーム形成阻害および不良タンパク質の細胞内動態という当初の視点の立ち返り、全体の研究計画を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
乳癌細胞株MDA-MB231およびMDA-MB468にプロテアソーム阻害剤ボルテゾミブ(BTZ)とアグリソーム形成阻害効果が期待されるヒストン脱アセチル化酵素６ (HDAC6) 阻害剤リコリノスタット(RCS)を同時添加すると、ROS産生、ERストレス負荷を介した強力な殺細胞効果が誘導できることを明らかにした。
個々の薬剤単独ではROS産生、ERストレス負荷はそれ程顕著ではないことから、プロテアソーム阻害とHDAC６阻害の両効果が相まって、このような細胞内環境を生み出していると考えられる。申請者のこれまでの検討では、ROSの主たる産生源はミトコンドリアではなく小胞体内に蓄積する不良タンパク質自体に起因していると予想している。
不良タンパク質の直接的分解を担うプロテアソームの阻害に加えてHDCA６阻害が不良タンパク質の細胞内動態にどのように影響しているのか、さらにアグリソーム形成の阻害活性にこれらの現象が依存しているのかを、蛍光標識したビメンチン、ユビキチンおよびp62の細胞内動態の詳細な解析により解明していく予定である。
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| Causes of Carryover |
COVID-19による輸入試薬等納品遅延のため本年度予算と合算し,試薬消耗品として使用する予定である。
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Research Products
(15 results)
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[Journal Article] BRCA1 degradation in response to mitochondrial damage in breast cancer cells2021
Author(s)
Miyahara K, Takano N, Yamada Y, Kazama H, Tokuhisa M, Hino H, Fujita K, Barroga E, Hiramoto M, Handa H, Kuroda M, Ishikawa T & Miyazawa K.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 11
Pages: 8735
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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