2021 Fiscal Year Annual Research Report

Analysis of molecular mechanisum of pancreatic cancer cell death and immune responce after carbon ion radiiation and its application to surgery

Research Project

Project/Area Number	21H03011
Research Institution	Hyogo Medical University
Principal Investigator	藤元治朗兵庫医科大学, 医学部, 特別招聘教授 (90199373)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山上裕機和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (20191190) 鈴木修大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (30644778) 筒井ひろ子兵庫医科大学, 医学部, 教授 (40236914) 小川和彦大阪大学, 医学系研究科, 教授 (40253984) 林和彦大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) (70718981) 波多野悦朗兵庫医科大学, 医学部, 非常勤講師 (80359801) 里井壯平関西医科大学, 医学部, 教授 (90340695) 江口英利大阪大学, 医学系研究科, 教授 (90542118) 皆巳和賢大阪大学, 医学系研究科, 助教 (90634593)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	重粒子線治療 / 膵癌 / オートファジー
Outline of Annual Research Achievements	膵癌に対する重粒子線治療（以下、CIRT: carbon ion radiotherapy)による細胞・分子生物学的研究を実施した。7種類の培養膵癌細胞（MIA PaCa-2、BxPC-3、PANC-1、HPAF-II、KMP-3、KMP-4、KMP-5)を用いて、まずは培養による腫瘍増殖速度、形態より3種の細胞（ＭIA PaCa-2、BxPc-3、Panc-1）を本研究に妥当な細胞と同定した。それぞれにCIRT(HiLET、2Gy、4Gy)を実施、clonogenic assay、FACS解析を実施した。細胞死の形態はおもにapoptosisであった。一部生存癌細胞を解析するとautophagy機構が働いており、がん細胞にとってはCIRTなどのストレス不可状態ではautophagyは癌にとってsurvival signalであることが想定された。autophagy阻害剤であるHCQ(キニーネ）を投与してCIRTを実施するとautophagyの指標であるp62, LC-3の発現が抑制され、細胞死は著明となった。また、マウス膵癌細胞株Pan-02を用い、in vivoでもこの現象は証明できた。このことより、CIRTを実施しても生存する細胞群があるが、autophagy抑制により細胞死は顕著となり、HCQはマラリア治療薬として臨床で使用されている薬剤であり、将来的に膵癌のCIRT治療に使用され、効果を上げる可能性が示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 膵癌細胞に対するCIRTの基礎研究はこれまでに報告がされていない新たな分野であり、in vitroで細胞死の分子機構が得られた。またautophagy機構とその制御による結果も得られたことは大きな進展と考える。次年度は免疫系の関与に研究を進展させたい。
Strategy for Future Research Activity	次年度はマウス膵癌細胞Pan-02にCIRTを実施、未照射群とCIRT群をシンゲニックマウスに移植、免疫応答を研究する。DC、CD4-Tcell、CD8-Tcell、PDL1を中心としてin vivoモデルにて解析を実施予定とする。