がん特異的酸性環境スクリーニングによる新規薬物療法の基盤構築

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K10168
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 鵜澤 成一 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (30345285)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 啓子 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (70410579)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 口腔 / 扁平上皮癌 / 酸性環境 / がん微小環境

Outline of Annual Research Achievements

口腔扁平上皮癌の薬物療法には白金製剤や分子標的薬、免疫チェックポイント阻害剤が主に用いられている。しかし、副作用や薬物耐性の出現など、完治を目指す上では問題点が多い。がん微小環境の重要な特徴の1つに酸性環境が挙げられる。しかし、従来の抗がん剤の評価は中性条件下のみで行われており、本来のがん微小環境の特徴である酸性条件下でのスクリーニングが行われた報告は極めて少ない。そこで本研究では、実際のがん微小環境である酸性環境下での再現を目指し、口腔扁平上皮癌細胞株の培養条件を確立する。酸性特異的な環境における遺伝子の変化を網羅的に解析することで、酸性環境特異的なシグナル経路を同定する。続いて、酸性環境下で化合物のスクリーニングを行い、抗がん活性のあった化合物及びターゲットタンパクを同定する。酸性特異的な環境における薬剤を同定し、最終的には化合物の抗がん活性をin vivoで検証し、実臨床へ応用することを目的としている。
令和4年度は口腔扁平上皮癌細胞株（HSC-3，HSC-4）の酸性培養環境の確立を行った。酸性に調整したDMEM培地を使用して細胞培養を行った。酸性環境下で培養を行う中で、本来敷石状増殖を示す細胞の形態が紡錘形に変化していく現象が認められた。さらに、膵癌細胞で報告のある酸性pH応答性遺伝子とされているMSMO1、IDI1、INSIG1の増加をqPCRにて検出した。さらに、これらの遺伝子の発現状況を指標として複数の口腔扁平上皮癌細胞株を通常と酸性環境下で培養し、両者の遺伝子発現状況をRNA-Seq解析を用いて行い、酸性培養を行うことで発現が変化する遺伝子を網羅的に解析してゆく。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通りに研究が遂行できているため。

Strategy for Future Research Activity

RNA-Seq解析を行い，酸性培養を行うことで発現が変化する遺伝子を網羅的に解析を進める。この中で，がんの浸潤・転移の際の基底膜の破壊に寄与していると報告のあるMMP-9の過剰発現が認められたため、酸性培養環境におけるMMP-9過剰発現の機序及び役割についての解明を進めている。その後，抗がん活性のある化合物の探索を行い，統合的な作用機序の解明を展開していく予定である。また，形態学的な違いが見られていることからも，細胞骨格の変化などの解析も併せて行っていく予定である。

Causes of Carryover

研究は計画通りに遂行できているが、使用予定の消耗品の見積もりにわずかな誤差が生じたたと思われる。