Development of minimally invasive therapy focusing on the molecular mechanism of hypoxia in human papilloma virus-related head and neck cancer

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K16859
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 安慶名 信也 琉球大学, 病院, 講師 (30593496)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: HIF-1a / HPV / 頭頸部癌 / 低酸素状態 / 低侵襲治療

Outline of Annual Research Achievements

頭頸部癌では低酸素状態に起因する低酸素誘導因子（HIF-1a）の発現と予後との関連性があるといわれている。HPV関連頭頸部癌において低酸素状態下の分子機構は報告が少ない。本研究では低酸素状態下のHPV関連癌の分子機構を解明し，それを応用した新規治療法の開発を最終目標としている。
HPV陽性細胞株とHPV陰性細胞株を使用しHPV16の感染ウイルス数やE2の発現などの予備実験や解析はすでに完了している。低酸素環境は1%濃度に設定したインキュベーターを使用しHPV陽性細胞株（UMSCC、Caski、UPCI）とHPV陰性細胞株（Scc4、SAS）を用いて行っている。低酸素条件を決めるためreal-time PCRを行いHIF-1aの遺伝子発現をそれぞれ確認した。そのうえで再度細胞培養しHIF-1aの発現をWestern blotで確認したが、現時点で低酸素条件においてどちらの株においてもHIF-1aの発現を認めているにもかかわらず有意差は認めなかった。
よって今後はHPV陽性細胞株、HPV陰性細胞株において酸素濃度変化（1％、21％）させた条件下でHIF-1aをノックダウンした場合の細胞増殖の程度と関連するタンパク質（E6/E7,Rb,p53,p21,Raptor,Rictor,AKT,s6K,4EBP1,REDD-1）の発現を確認することに加えてHIF-1aのmRNAを定量してその発現量の差を検討することとした。またmTOR阻害剤に関しては低酸素条件下ではないが予備実験は済んでおり、4種類のmTOR阻害剤を組み合わせ、WST-1assayで検討することでAKT,S6K,4E-BP1のリン酸化が抑制されていることが確認されそれにより細胞増殖が抑制された可能性が示唆された。