がん細胞における放射線抵抗性の可逆性を利用した放射線抵抗性因子の総合的探索

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K12379
• Research Institution: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 桑原 義和 東北医科薬科大学, 医学部, 准教授 (00392225)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 友昭 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (10284887) ; 富田 和男 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 講師 (60347094) ; 栗政 明弘 東北医科薬科大学, 医学部, 教授 (80343276)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 放射線抵抗性 / 核型解析 / RNA-seq解析

Outline of Annual Research Achievements

放射線で誘発される放射線抵抗性がん細胞を解析する場合、親株とその親株から樹立した放射線抵抗性細胞とを比較・解析するのが従来型の研究モデルである。これまでの解析から、放射線誘発放射線抵抗性細胞であるHepG2-8960-R細胞は、親株であるHepG2細胞とゲノム背景が同一であるにもかかわらず、放射線抵抗性細胞を樹立する過程で染色体の再構成が生じ、HepG2とは全く異なる核型になっていることを見出した。このことから、従来型の比較解析モデルが妥当なのかという疑問を持った。さらに、放射線で誘発される放射線抵抗性の形質は可逆的であることも見出した。本研究では、従来型の「親株」と「親株から樹立した放射線抵抗性細胞(-R)」とを比較するのではなく、「放射線抵抗性細胞」と放射線抵抗性を失った元放射線抵抗性細胞(-R-NoIR)、つまり「放射線『感受性』細胞」とを比較する。2022年度に行った核型解析からSAS及びSAS-R細胞は2倍体であるにもかかわらず、SAS-R-NoIR細胞は4倍体であることが明らかになったため、これ以上の解析には不適切と判断した。そこで、2023年度に、SAS-R細胞から新たにSAS-R-NoIR細胞の樹立に取り組み成功した。樹立したSAS-R-NoIR細胞の放射線抵抗性の形質は単回照射及び分割照射で失われていることを確認した。さらに、核型解析から2倍体であることも確認した。現在、HeLa、HeLa-R及びHeLa-R-NoIR細胞とSAS、SAS-R及びSAS-R-NoIR細胞のRNA-seq解析を依頼しており、解析結果待ちである。良好な解析結果が得られた場合、HepG2、HepG2-8960-R及びHepG2-8960-R-NoIR細胞のRNA-seq解析を引き続き行う予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

SAS-R-NoIR細胞が4倍体であったため、今後の解析には不適切であると判断した。SAS-R-NoIR細胞の樹立を新たに開始したため、やや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

HeLa、HeLa-R及びHeLa-R-NoIR細胞とSAS、SAS-R及びSAS-R-NoIR細胞のRNA-seq解析を依頼しており、解析結果待ちである。良好な解析結果が得られた場合、HepG2、HepG2-8960-R及びHepG2-8960-R-NoIR細胞のRNA-seq解析を引き続き行う予定である。由来組織の異なる3種類の放射線抵抗性細胞に共通して発現が変動している遺伝子が特定できた場合、その遺伝子発現を操作することより、がん細胞の放射線抵抗性を克服することができるのかを解析する予定である。

Causes of Carryover

SAS-R-NoIR細胞を新たに樹立したため、次のステップのRNA-seq解析が2023年度中に全て終了しなかったため。

Research Products

• [Journal Article] Radiation-induced Cell Death: Relevance to Cancer Cell Radioresistance (2024)
  • Author(s): Yoshikazu Kuwahara, Miyu Kitamura, Kazuo Tomita, Tadanori Muraoka, Tomoka Chida, Mehryar Habibi Roudkenar, Amaneh Mohammadi Roush, Tomoaki Sato, Keiju Kamijo, Akihiro Kurimasa
  • Journal Title: Radiation Environment and Medicine Volume: 13 Pages: 1-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Therapeutic potential for KCC2-targeted neurological diseases (2023)
  • Author(s): Kazuo Tomita Yoshikazu Kuwahara Kento Igarashi Junichi Kitanaka Nobue Kitanaka Yuko Takashi Koh-ichi Tanaka Mehryar Habibi Roudkenar Amaneh Mohammadi Roushandeh Akihiro Kurimasa Yoshihiro Nishitani Tomoaki Sato
  • Journal Title: Japanese Dental Science Review Volume: 59 Pages: 431-438
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ナノ銀の生物効果について (2023)
  • Author(s): 高橋 将世, 桑原 義和, 富田 和男, 五十嵐健人, 上野 誠, 宮﨑 貴文, 杉本 義仁, 栗政 明弘, 佐藤 友昭
  • Journal Title: 東北医科薬科大学研究誌 Volume: 70 Pages: 23-28
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 放射線抵抗性がん細胞が抵抗性を失うと低下したFe2+量が親株レベルに戻る (2023)
  • Author(s): 富田和男, 桑原義和, Mehryar Habibi Roudkenar, 五十嵐健人, 田中康一, 北中純一, 北中順惠, 栗政明弘, 西山信好, 佐藤友昭
  • Organizer: 第97回日本薬理学会年会・第44回日本臨床薬理学会学術総会
• [Presentation] がん細胞における放射線抵抗性の可逆性を利用した放射線抵抗性因子の同定へ向けて (2023)
  • Author(s): 桑原義和, 富田和男, Mehryar Habibi Roudkenar, 佐藤友昭, 栗政明弘
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会