HMG-CoA還元酵素を標的とした胸腺癌に対する新たな治療戦略の構築

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09183
• Research Institution: Dokkyo Medical University
• Principal Investigator: 千田 雅之 獨協医科大学, 医学部, 教授 (70333812)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 啓太朗 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (10323106)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 胸腺癌 / スタチン / MAPK7

Outline of Annual Research Achievements

ヒト胸腺癌切除検体を用いた検討で、免疫組織染色にて癌組織にHMG-CoA還元酵素の発現を認め、正常胸腺上皮にはその発現を認めないことを確認した。胸腺癌細胞株Ty82を用いたin vitroの実験において、スタチンのうちfluvastatinが最大の効果を持って細胞増殖を抑制し細胞死をもたらすことを明らかにした。fluvastatinは、HMG-CoA還元酵素を抑制することでメバロン酸の産生を抑制するが、この細胞増殖抑制はメバロン酸の産生阻害によることを明らかにした。
また、メバロン酸の代謝物質であるgeranylgeranyl-pyrophosphate(GGPP)およびsqualeneの添加実験では、GGPP産生阻害によるタンパク質のisoprenylationがfluvastatinによる細胞増殖抑制の主な経路であることがわかった。すなわち、fluvastatinは、細胞増殖に関わるメバロン酸から生成されsmall GTPaseに結合するisoprenoidであるGGPPの産生を阻害することで抗腫瘍活性を調整していることとなる。また、このメカニズムとして、ERK1/2のリン酸化(Thr202/Tyr204)阻害
により細胞増殖を抑制することが明らかにした。ホモロジーサーチを行い、予想される大きさと一致するタンパクを検索したところ、ERK5(MAPK7)が推定された。実際、ERK5抗体でウエスタンブロットを行うと、標的のバンドと同じところにシグナルが現れ、このバンドはスタチン処理によりサイズが大きくなっており、リン酸化によりバンドがシフトした可能性がある。
一方、MAPK7は癌増殖促進因子であるため、MAPK7活性化によりスタチン癌抑制作用が低下する可能性が考えられる。そこで、siRNAによりMAPK7をノックダウンしたところ、Ty82の増殖が抑制されることがわかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

in vitroの実験においては予定以上に進行し、スタチンが胸腺癌細胞株の増殖を顕著に抑制することを見出した。さらに、スタチンにより活性化し、且つスタチ
ンの抗癌作用を減弱させるタンパク質としてMAPK7を同定した。さらに、MAPK7がスタチンによる癌細胞増殖抑制効果を減弱させる可能性を明らかにできた。
臨床検体の解析では、有用な結果を得られ論文報告できたが、より多数の検体を用いたvaridationが必要と考えている。

Strategy for Future Research Activity

今回の研究の知見は、MAPK7がスタチンの胸腺癌抑制効果を減弱させること、また、スタチンとMAPK7阻害薬との併用による増殖抑制相乗効果が胸腺癌の治療戦略
として極めて有用である可能性を示唆したものとなる。今後は、スタチンとMAPK7阻害薬の併用によるがん治療戦略の確立を目指す。

Causes of Carryover

研究遂行に想定以上に時間を要したため、補助事業期間の延長を申請し、「スタチンとMAPK7阻害薬の併用がより胸腺癌細胞増殖抑制効果を示す」という仮説を検証する実験を行ったが、スタチンによるERK5リン酸化がcell line特異的なのか普遍的にがん細胞増殖に関与するのかについて追加実験をする必要が生じたため、次年度使用額が生じた。今後は、スタチンによるERK5リン酸化の果たす役割を明らかにする実験を計画している。