2023 Fiscal Year Research-status Report

プロスタグランジン代謝酵素阻害剤を主軸とした肺がん化学療法の開発

Research Project

Project/Area Number	23K06118
Research Institution	Gifu Pharmaceutical University
Principal Investigator	松永俊之岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (80306274)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Keywords	肺がん / プロスタグランジン代謝酵素 / アルドケト還元酵素 / 抗がん剤耐性化
Outline of Annual Research Achievements	肺がんA549細胞とH23細胞を5種の抗がん剤 [白金製剤シスプラチン (CDDP)、微小管阻害剤PTXとDTX、トポイソメラーゼ阻害剤イリノテカン (CPT-11) とエトポシド (ETP)]を含む増殖培地で継続的に培養することによってそれぞれの抗がん剤に対する耐性株の樹立を試みた。今回使用した抗がん剤に対するH23細胞の感受性はいずれも高く、耐性株は樹立できなかったが、A549細胞のCDDP、PTXやDTXに対する耐性株の調製に成功した。プロスタグランジン (PG) 代謝酵素として注目しているアルドケト還元酵素 (AKR) アイソフォームのこれら3種の抗がん剤耐性細胞での発現変動をPCR法とウエスタンブロット法にて調査した結果、3種の抗がん剤に対する耐性化はいずれもAKR1B10とAKR1C3の発現量を増大させた。また、AKR1B10阻害剤は他のアイソフォーム阻害剤よりも著明に抗がん剤毒性に対する感受性を高めただけでなく、抗がん剤感受性はAKR1B10過剰発現によって低減し、本酵素のノックダウンによって増大した。さらに、抗がん剤耐性細胞では転写因子Nrf2の恒常的な核移行が認められたことから、AKR1B10はNrf2の恒常的活性化によって発現上昇し、これら3種の抗がん剤に対する耐性獲得において主要な役割を果たすことが示唆された。 AKR1B10のリコンビナント酵素を調製して上記3種の抗がん剤の代謝能を調査したが、本酵素はこれら抗がん剤をほとんど代謝しなかった。また、これら抗がん剤処理時には脂質過酸化副産物である強毒性アルデヒド体の生成が亢進するが、その生成は耐性細胞では認められなかったことから、AKR1B10による抗がん剤耐性獲得は、抗がん剤自体の代謝ではなく、抗がん剤処理時に生成する強毒性アルデヒド体の解毒に起因すると考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 申請時に予定していたH23細胞由来の抗がん剤耐性株を調製することができなかったが、A549細胞では3種の抗がん剤に対して高度に耐性獲得した耐性株を樹立することができた。また、ここで得た耐性細胞を用いてPG代謝酵素であるAKRアイソフォームの発現変動や耐性化に関わる主要酵素の同定についても既に終了しているため、おおむね順調に進んでいると考えられる。
Strategy for Future Research Activity	令和6年度以降には調製した抗がん剤耐性細胞を用いて、AKR1B10の発現調節機構において中心的な役割を担うNrf2活性化機序 (Keap1変異や転写共役因子等の同定) を精査する予定である。また、発現上昇したAKR1B10の意義を明示にするために、抗がん剤処理時に細胞内で増加する活性酸素由来カルボニル化合物（脂質由来アルデヒドやケトン体など）を探索する。さらに、薬剤の細胞外への排泄に関わるABCトランスポーター (ABCB1やABCC1など) の発現変動や意義等を調査し、可能ならば抗酸化防御機構の変動の詳細についても検証するつもりである。
Causes of Carryover	本年度に予定していたPG依存性経路の関与等が検証できなかったため、その実験において使用する培養細胞関連消耗品と検出試薬が残額として生じた。令和6年度にその研究を遂行する予定である。