2021 Fiscal Year Research-status Report
悪性胸膜中皮腫を対象とする新たな分子標的治療法開発
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21K06565
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
柳澤 聖 名城大学, 薬学部, 教授 (20372112)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 悪性胸膜中皮腫 / プロテオミクス / 分子標的治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、悪性胸膜中皮腫の増殖促進因子として重要な機能を担う２分子を対象として詳細な機能解析を進める事により、新たな治療標的候補としての有用性の検証を目的としている。
2020年度までに、小胞体膜上に存在しその形態維持に関わるCKAP4タンパク質が、細胞質に存在し、細胞内に生じたストレスの低減を促す機能を有するeIF2タンパク質の活性制御における重要な役割を担い、さらにはその機構で共作用する分子の存在を確認していた。2021年度は、CKAP4タンパク質の新たな機能の探索を行うため、CKAP4タンパク質発現抑制悪性胸膜中皮腫細胞において、量的あるは質的変動を認める分子群の探索を進め、その数十種類の候補を特定するに至った。さらに、この知見を悪性胸膜中皮腫の新規治療法開発へと昇華させることをめざして、CKAP4タンパク質の発現抑制と、その制御下に存在すると想定される分子群の同時抑制により、悪性胸膜中皮腫細胞の増殖能あるいは運動能などに対する影響を検討した。その結果からは、CKAP4タンパク質が促進するシグナル伝達機構において抑制的に機能していることが示唆される分子を阻害することにより、悪性胸膜中皮腫細胞の増殖能抑制効果が顕著に増強することが確認された。
また、分泌因子であるOSF2タンパク質を対象とする解析では、2020年度までに、その発現抑制により悪性胸膜中皮腫細胞株の顕著な増殖抑制が認められるとともに、数十種類のリン酸化アミノ酸の量的変動を確認していた。2021年度は、これらのリン酸化状態の変化が確認されたタンパク質を対象として、OSF2タンパク質―増殖因子受容体シグナル経路における役割解明を進めた。その結果、3種類のリン酸化を受けたシグナル伝達アダプタータンパク質の発現変動が認められることを確認した。
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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
研究内容の一つである悪性胸膜中皮腫におけるCKAP4タンパク質の分子機能解析については、当初計画では、量的あるいは質的（リン酸化状態など）の変動を認める共作用分子群の同定を目標としている。本年度までの成果として、報告されているCKPA4タンパク質の細胞内局在とは異なり細胞質に局在を示す酵素が、CKAP4タンパク質と共作用することを確認するとともに、同定した酵素の活性をCKAP4タンパク質と同時に治療標的とすることで、悪性胸膜中皮腫細胞における相乗的な抑制効果が得られる事を見出している。以上の様に、将来的に悪性胸膜中皮腫治療の標的となり得る分子機構の一端を解明することができており、当該研究がおおむね順調に進展している状況と考える。
もう一つの研究主題である悪性胸膜中皮腫におけるOSF2タンパク質の分子機能解析については、当初計画では、OSF2タンパク質が担うシグナル伝達経路の下流分子の探索を進める事を目標としている。本年度の検討により、悪性胸膜中皮腫細胞において、増殖因子受容体の下流で機能するアダプタータンパク質群のリン酸化状態の変動を確認できており、CKAP4タンパク質の機能解析の進捗状況と合わせて、当該研究がおおむね順調に進展しているものと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
悪性胸膜中皮腫細胞の増殖に深く関与し、リン酸化を介したシグナル伝達経路の構成分子であることが明らかとなったCKAP4タンパク質は、分子標的治療開発が立ち遅れている当該疾患の標的分子候補と期待される。治療標的としての作用機構候補同定を目指して、CKAP4タンパク質と共作用するキナーゼやホスファターゼなどの酵素群、或いはシグナル伝達アダプタータンパク質などとの相互作用の詳細解明を目指していく。これにより、悪性胸膜中皮腫の特性維持に重要な機能を有する治療標的候補を明確なものとし、将来的な化合物のスクリーニングを可能とする評価系の基盤構築を進めていく。未知のCKAP4タンパク質機能を同定するため、当該分子の発現抑制・増強、或いは欠失変異体を導入した培養細胞株を用いて、質量分析技術とリン酸化タンパク精製技術を応用したプロテオーム解析を進め、分子ネットワークの全貌解明を目指し、CKAP4タンパク質が制御する細胞増殖、ストレス応答制御、抗アポトーシス機構などを標的とする治療薬の開発基盤を確立する計画である。
また、CKAP4タンパク質と同様に、悪性胸膜中皮腫細胞の増殖に深く関与し、リン酸化を介したシグナル伝達経路の構成分子であることが明らかとなったOSF2タンパク質についても、分子標的治療開発が立ち遅れている当該疾患の標的分子候補と期待される。そこで、当初計画にもある悪性中皮腫細胞における当該分子の受容体同定を目指して、質量分析技術と膜タンパク精製技術を応用したプロテオーム解析を進め、候補分子群の同定目指すとともに、これまでの成果に基づいて、OSF2タンパク質が制御する細胞増殖、ストレス応答制御機構の中で治療標的に適したシグナル伝達機構の解明をさらに進める計画である。
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| Causes of Carryover |
複数の研究項目の実施を計画しており、その中で顕著な進捗を認める項目があったことから、実験動物を用いた解析、OSF2タンパク質の受容体探索などの開始に遅延が生じた。このため、これらの解析で予定していた経費を、2021年度に執行する計画としたため、次年度使用助成金が生じる事となりました。
本年度は、CKAP4タンパク質の下流シグナル伝達を担う標的候補分子群の質的変動の確認を前期に進めるため、抗体や発現分析用試薬の購入を予定し、候補の絞り込みを行った上で、後期に分子機能の詳細解析を進めるため、細胞培養に関する試薬類を購入する計画とします。また、OSF2タンパク質に関しても、前期に受容体の絞り込みを進めるための分析試薬類を、後期には機能解析を進めための細胞培養に関する試薬類を購入する計画とします。
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