2021 Fiscal Year Research-status Report
細胞転換によるがん細胞の薬剤感受性化メカニズムの解析
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20K16339
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
加藤 優 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 助教 (80847864)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞転換 / 上皮間様転換 / スフェロイド培養 / glutahione / glutathione peroidase 4 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、EMTの誘導やスフェロイド培養によるがんの細胞転換に伴う薬剤感受性の変動を誘導する分子機構を明らかにし、細胞転換に伴う薬剤感受性のheterogenietyを克服した治療法を考案するものである。
これまでにヒト結腸がん細胞株HCT116にSNAIL、SLUGを導入し、上皮間葉転換を誘導したEMT細胞は、BET阻害剤I-BET151やGPX4阻害剤RSL3への感受性が高いことがわかっている。本年度はEMT細胞のRSL3への高感受性を誘導する分子機構について検討した。EMT細胞とHCT116細胞の細胞内グルタチオン量を比較した。グルタチオンは、GPX 4の基質であり、過酸化脂質の除去に関わる。RSL3の感受性が高いEMT細胞では、細胞内グルタチオン量が低下していた。グルタチオン合成の阻害剤であるBSOやxCT阻害剤のerastin、sulfasarazineを用いた実験では、細胞内グルタチオン量とRSL3の感受性は相関することが明らかになった。以上から、EMT細胞では細胞内グルタチオン量の低下によりRSL3に高感受性を示すことが明らかになった。
BET阻害剤、CDK阻害剤がスフェロイド形成細胞に対して、単相培養時よりも強く細胞増殖を抑制することを見出した。また、RSL3は、EMT細胞に対して有効である一方で、スフェロイド形成細胞は耐性を示す。本年度は、スフェロイド形成細胞に対して効果が高い薬剤とRSL3の併用効果について検討した。その結果、BET阻害剤はRSL3の感受性を増大させた。また、スフェロイド培養細胞においてもBET阻害剤はRSL3の感受性を増大させた。以上の結果から、GPX4阻害剤とBET阻害剤を組み合わせることで細胞転換により誘導されるがん細胞の薬剤感受性のheterogenietyを克服可能であると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在、EMT細胞において、有効な薬剤としてGPX4阻害剤のRSL3、xCT阻害剤のerastin、BET阻害剤のI-BET151、bromosprineを同定している。EMT細胞のRSL3に対する高感受性の原因となる分子機構を検討した。RSL3はEMT細胞において、脂質過酸化の亢進させ、フェロトーシスを誘導していた。EMT細胞では脂質過酸化の還元に重要な細胞内glutathione量が低下していた。glutathioneの合成を阻害するBSOやxCT阻害剤のsulfasarazine、erastinはRSL3の感受性を増大させた。この結果は、glutathione量の低下がEMT細胞のRSL3高感受性に関与することを示す。以上より、EMT細胞におけるRSL3の高感受性を誘導する分子機構を明らかにした。一方で、EMT細胞におけるI-BET151やbromosporineに対する高感受性化を誘導する分子機構は明らかになっていない。
スフェロイド形成時、単相培養時よりも強く増殖を抑制する化合物としてBET阻害剤のI-BET151、I-BET726、JQ1やCDK4/6のpalbociclibを同定している。一方で、RSL3はスフェロイドを形成した細胞に対する殺細胞効果は低い。しかし、現在のところスフェロイド培養時のこれらの高感受性を誘導する原因はわかっていない。
BET阻害剤によるRSL3の感受性の変動について検討したところ、BET阻害剤がRSL3の殺細胞効果を増強することを明らかにした。この併用効果は、スフェロイド形成細胞でも確認されている。BET阻害剤はRSL3の感受性規定因子の発現を制御することが考えられたが、その分子機構は明らかになっていない。
本課題の目的を達成するために、以上の問題を解決する必要があると考えられるため、進捗状況はやや遅れているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、RSL3やBET阻害剤の薬剤感受性の変動機構を解明し、BET阻害剤によるRSL3の高感受性化に関与する分子機構を明らかにする。
細胞転換による遺伝子発現の変動とRSL3およびフェロトーシス感受性との関連について検討を行う。EMT細胞およびスフェロイド形成細胞のトランスクリプトーム解析をおこない、親株から発現が変動した遺伝子を抽出する。このうちでBET阻害剤の処理でも発現が変動する遺伝子を絞り込む。これらの遺伝子に対するsiRNAを用いて、RSL3の感受性を変動させるか検討する。以上により「RSL3の感受性を規定する因子」を同定する。
BET阻害剤の標的分子と「RSL3の感受性を規定する因子」との関連について明らかにする。BET阻害剤の標的分子に対するsiRNAや全長cDNAを導入し、「RSL3の感受性を規定する因子」の発現の変化について検討する。EMT細胞および、親株のHCT116細胞で、BET阻害剤存在下で、過酸化脂質や鉄イオンの細胞内量の変化などフェロトーシスの関連因子の発現が変化するか検討する。「RSL3の感受性を規定する因子」に対するsiRNAまたは全長cDNAの導入がBET阻害剤と同様の現象を誘導するか検討する。以上により、「RSL3の感受性を規定する因子」のフェロトーシスにおける役割を明らかにする。加えて、EMT細胞におけるBET阻害剤への高感受性がフェロトーシスの誘導と関連するか検討する。
スフェロイド形成細胞におけるBET阻害剤の高感受性を誘導する分子機構を明らかにする。トランスクリプトーム解析から、スフェロイド培養時のBET阻害剤の高感受性の原因となる分子機構について探索する。特に、palbociclibの標的であるCDK4/6関連の遺伝子が発現変動している場合には、重点的に検討する。
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Research Products
(7 results)
