2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the selective expression mechanism and significance of olfactory receptors in cancer stem cells.
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23H01769
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
福谷 洋介 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50747136)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣橋 良彦 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (30516901)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 嗅覚受容体 / RTP1 / 大腸がん幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、がん幹細胞に特異的に発現している嗅覚受容体の発現意義の解明を目的としている。
今年度は、大腸がん幹細胞に発現する嗅覚受容体OR7C1の機能発現に関する新規関連因子の探索を中心に研究を進めた。SW480細胞の幹細胞画分であるSide population（SP）細胞と分化がん細胞画分であるMP細胞のそれぞれの単クローン株に対し、RNA-seq解析を行いがん幹細胞に特徴的に発現する遺伝子の探索を行った。まず、SP単クローン細胞において幹細胞マーカーとOR7C1の発現を確認した。さらに、嗅覚受容体の機能発現に関連する遺伝子の発現を確認したところ、Receptor transporting protein(RTP)の中でも嗅覚受容体のシャペロンとして機能するRTP1とRTP2がSP細胞に選択的に発現していることが確認された。また、3量体Gタンパク質などの嗅覚受容体のアゴニスト応答に伴って誘導されるシグナル伝達を担う各種遺伝子のSP細胞での発現を確認した。一方でMPクローン株ではRTP1とRTP2の発現が見られなかった。このことから、SW480のSP細胞では、嗅覚受容体が機能的には発現し、機能する環境が整っていることが確認された。
そこで、SW480細胞のRTP1をノックダウンし、OR7C1が細胞膜への局在を抑制した場合にSW480細胞の幹細胞性に与える影響を調べた。アルデフローアッセイにより、RTP1ノックダウンのアルデヒドデヒド活性を評価した結果、RTP1をノックダウンするとSW480細胞の幹細胞活性の増加がみられた。この結果から、RTP1によるOR7C1の細胞膜局在活性がSW480の幹細胞の割合の制御に寄与していることが示唆された。
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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
大腸がん細胞株SW480由来のSP細胞群とMP細胞群の特徴をRNA-Seq解析によって見出した。その中に、嗅覚受容体の機能発現に関与するRTP1の特徴的な発現を確認した。これまで、大腸がん幹細胞で発現しているOR7C1の受容体としての機能性については検証が進んでいなかったが、今回の解析結果によって、OR7C1が大腸がん幹細胞の細胞膜に局在し、細胞外のリガンドを認識している可能性が高いことを確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
SW480細胞由来のSP細胞とMP細胞の単クローン株に対するRNA-Seq解析の結果から、SP細胞とMP細胞で発現している遺伝子が大きく異なることを確認した。特に、SP細胞では、嗅覚受容体の機能発現に関する遺伝子の発現を確認した。SW480細胞株では、幹細胞株の割合は約10%程度となり、大部分の細胞応答はMP細胞の応答が検出されてします。そこで、今後はSP細胞の単クローン株を軸に、ノックアウト株や遺伝子導入株を作製することでOR7C1の役割について検討を進める。また、ニッチな環境がSP細胞の幹細胞性やOR7C1の機能発現性に影響を与える可能性があることから、MP細胞とSP細胞のそれぞれの単クローンを混合した培養などを行うことで、その幹細胞の割合の変化を調べるとともに、嗅覚受容体の機能性の変化、内因性リガンドの存在などを探索する予定である。
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