2021 Fiscal Year Annual Research Report
ドライバー癌遺伝子誘導性の細胞老化を作用機序とする変異KRAS肺癌の創薬研究
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21H02924
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
佐藤 光夫 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (70467281)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芳川 豊史 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00452334)
長谷 哲成 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (30621635)
湯川 博 名古屋大学, 未来社会創造機構, 招へい教員 (30634646)
田中 一大 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (40809810)
松井 佑介 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 准教授 (90761495)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 肺癌 / ドライバーがん遺伝子 / 細胞老化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は変異KRAS癌の創薬を目的とする。代表者は自身開発の正常気管支上皮細胞モデルHBECにおいて、変異KRASの導入が細胞の悪性度を増強する一方で、細胞の増殖を停止させる癌遺伝子誘導細胞老化（oncogene-induced senescence; OIS）という現象に着目した。本年度は、本課題の目的達成の第一歩として、HBECモデルにおいて、変異KRASにより誘導されるOISの増殖抑制効果の詳細を検討した。我々はhTERT/Cdk4導入により不死化した正常気管支上皮細胞HBEC3に遺伝子操作を加えることによってtet-onシステムにより変異KRASG12V発現の精密な制御が可能となったHBEC3-RIN2を作成した。同細胞を用いて、変異KRASが正常気管支上皮細胞に与える影響を評価した。変異KRASは、HBEC3-RIN2において部分的な上皮系から間葉系への移行を引き起こし、これはZEB1およびSNAILの発現が関連した。変異KRASは、リン酸化されたAKTとERKの発現を増加させることで部分的に細胞の生存率を高めたが、細胞数、細胞周期の状態には影響を与えなかった。また、がん抑制遺伝子p53タンパクの発現を低下させたが、予想に反し、その標的遺伝子であるp21のタンパク発現は上昇した。これは変異KRASの存在下においてはp21が、がん促進的な作用を持つ可能性を示唆した。また、変異KRAS発現によりHBEC3-RIN2細胞の数％のみが老化した。これらの結果はhTERT/Cdk4により不死化したHBEC3-RIN2細胞は、変異KRASによる老化誘導に対し高い抵抗性を持つことを示した。以上の結果を論文発表した（Exp Cell Res . 2022 May 1;414(1):113053. doi: 10.1016/j.yexcr）。上記のOIS抵抗性の原因として、①変異KRASが正常気管支上皮細胞に老化を誘導しにくい、もしくは、②hTERTまたはCdk4のいずれか、あるいは両者が変異KRASによる老化を抑制している可能性を考える。本年度はこれらを検証し、OIS治療開発につなげていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
課題開発当初はHBECモデルを用いたOIS回避機能に基づくプールshRNAライブラリースクリーニングを実施し、遺伝子Xを有望な治療標的候補として特定し、同遺伝子を標的とする化合物スクリーニングを実施した。しかし、薬効を評価する実験系の確立が困難であったため中止とした。一方で、これらの実験を実施する中で、hTERT/Cdk4により不死化した不死化正常気管支上皮細胞HBEC3-RIN2が予想以上に癌遺伝子誘導細胞老化（oncogene-induced senescence; OIS）に対する抵抗性を持つことが示唆された。そこで、2021年度は、まず、HBECモデルにおける変異KRASによるOISの詳細について検討を実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度の成果として、hTERT/Cdk4により不死化したHBEC3-RIN2細胞は、変異KRASによる老化誘導に対し高い抵抗性を持つことを見出した。その原因として、①変異KRASが正常気管支上皮細胞に老化を誘導しにくい、もしくは、②hTERTまたはCdk4のいずれか、あるいは両者が変異KRASによる老化を抑制している可能性を考える、本年度はこれらの可能性を検証し原因を明らかとする。さらに、HBEC3モデルを使用して変異KRAS以外の癌遺伝子によるOISの分子機序も明らかとする。本年度はそれらの知見等に基づき、変異KRAS肺癌においてOISを誘導する標的分子を同定し治療開発を進める。
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[Journal Article] Resistance to mutant KRAS V12-induced senescence in an hTERT/Cdk4-immortalized normal human bronchial epithelial cell line2022
Author(s)
Nao Muraki, Mizuki Yamada, Hinako Doki, Riho Nakai, Kazuki Komeda, Daiki Goto, Nozomi Kawabe, Kohei Matsuoka, Miyoko Matsushima, Tsutomu Kawabe, Ichidai Tanaka, Masahiro Morise, Jerry W. Shay, John D. Minna, and Mitsuo Sato
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Journal Title
Exp Cell Res .
Volume: 414
Pages: 113053
DOI
Peer Reviewed
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