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2014 Fiscal Year Annual Research Report

がん幹細胞の放射線耐性の克服

Research Project

Project/Area Number 24510063
Research InstitutionNational Institute of Public Health

Principal Investigator

志村 勉  国立保健医療科学院, その他部局等, その他 (40463799)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsがん / 放射線
Outline of Annual Research Achievements

がんの放射線治療は全身への負担が小さく、優れた治療法であると考えられる。しかし、放射線治療の最大の難問は放射線抵抗性のがん細胞の存在であり、放射線治療後のがんの再発の原因となる。腫瘍は均一な集団ではなく、自己複製能と腫瘍形成能を併せ持つ細胞群、がん幹細胞が含まれると想定され、がん幹細胞は、放射線治療に抵抗性を示す。
我々はがん幹細胞の放射線抵抗性の特性を利用し、ヒト肝がん細胞株HepG2にX線を繰り返し照射し、非がん幹細胞を死滅させ、放射線耐性のがん幹細胞を約90%にまで濃縮した。我々が濃縮したがん幹細胞を用いて放射線応答を解析し、親株のHepG2細胞では細胞死が誘導される5GyのX線照射後、がん幹細胞では、細胞の生存シグナルAKTが活性化され、細胞死の誘導が起こらないことを明らかにした。さらに、がん幹細胞をヌードマウス皮下に移植し、生体内における放射線耐性を検討した。親株細胞から作成した腫瘍では、X線照射(3Gyx7回)によって、腫瘍体積の縮小が観察された。一方、我々が濃縮したがん幹細胞から作成した腫瘍では、同様の照射条件で抗腫瘍効果が観察されず、放射線耐性を示した。ヒト腫瘍片の解析とin vitroの培養細胞の解析を用いて、AKT阻害剤(API-2)と放射線の併用によりAKTの活性化を阻害することで、がん幹細胞の放射線耐性が抑制されることを明らかにした。AKTは細胞増殖、細胞死の抑制とともに、グルコースの代謝を制御する。正常細胞とがん細胞では、代謝機構が異なるため、がん細胞の代謝阻害により、正常細胞の副作用を抑えた放射線耐性の抑制法を検討した。我々は、グルコースの拮抗阻害剤2-デオキシグルコース(2-DG)でがん細胞のグルコースの代謝を阻害することで、がん幹細胞の放射線耐性が抑制されることを明らかにした。

  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] DNA damage signaling guards against perturbation of cyclin D1 expression triggered by low-dose long-term fractionated radiation.2015

    • Author(s)
      Shimura T, Kobayashi J, Komatsu K, Kunugita N.
    • Journal Title

      Oncogenesis

      Volume: 3

    • DOI

      doi:10.1038/oncsis.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] RAD18 Activates the G2/M Checkpoint through DNA Damage Signaling to Maintain Genome Integrity after Ionizing Radiation Exposure.2015

    • Author(s)
      Sasatani M, Xu Y, Kawai H, Cao L, Tateishi S, Shimura T, Li J, Iizuka D, Noda A, Hamasaki K, Kusunoki Y, Kamiya K.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pone.0117845.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Public Health Activities for Mitigation of Radiation Exposures and Risk Communication Challenges after the Fukushima Nuclear Accident Journal of Radiation Research2015

    • Author(s)
      Shimura T, Yamaguchi I, Terada H, Kengo O, Svendsen E.R., Kunugita N.
    • Journal Title

      J Radiat Res

      Volume: 56 Pages: 422-429

    • DOI

      doi: 10.1093/jrr/rrv013

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Radiation Occupational Health Interventions Offered to Radiation Workers in Response to the Complex Catastrophic Disaster at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant.2015

    • Author(s)
      Shimura T, Yamaguchi I, Terada H, Okuda K, Svendsen E.R., Kunugita N.
    • Journal Title

      J Radiat Res

      Volume: 56 Pages: 413-421

    • DOI

      doi: 10.1093/jrr/rru110.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] AKT-mediated enhanced aerobic glycolysis causes acquired radioresistance by human tumor cells.2014

    • Author(s)
      Shimura T, Noma N, Sano Y, Ochiai Y, Oikawa T, Fukumoto M, Kunugita N.
    • Journal Title

      Radiotherapy and Oncology

      Volume: 112 Pages: 302-307

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nuclear accumulation of cyclin D1 following long-term fractionated exposures to low-dose ionizing radiation in normal human diploid cells.2014

    • Author(s)
      Shimura T, Hamada N, Sasatani M, Kamiya K, Kunugita N.
    • Journal Title

      Cell Cycle

      Volume: 13 Pages: 1248-55

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Wilms' tumor gene WT1 promotes homologous recombination- mediated DNA damage repair.2014

    • Author(s)
      Oji Y, Tatsumi N, Kobayashi J, Fukuda M, Ueda T, Nakano E, Saito C, Shibata S, Sumikawa M, Fukushima H, Saito A, Hojo N, Suzuki M, Hoshikawa T, Shimura T, Morii E, Oka Y, Hosen N, Komatsu K, Sugiyama H.
    • Journal Title

      Molecular Carcinogenesis

      Volume: なし

    • DOI

      doi: 10.1002/mc.22248.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Perturbation of AKT/cyclin D1 signaling pathway by oxidative stresses following low dose long-term fractionated radiation in normal human fibroblasts.2015

    • Author(s)
      Tsutomu Shimura, Megumi Sasatani, Kenji Kamiya, Hidehiko Kawai, Naoki Kunugita.
    • Organizer
      The 5th International Symposium Biological Effects of Low Dose Radiation
    • Place of Presentation
      Hiroshima
    • Year and Date
      2015-03-02 – 2015-03-03
  • [Presentation] AKT経路を標的としたがん細胞の放射線耐性の抑制2014

    • Author(s)
      志村 勉、桑原 義和、福本 学
    • Organizer
      第57回日本放射線影響学会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2014-10-01 – 2014-10-03
  • [Presentation] 放射線高感受性細胞を用いた低線量放射線応答の解析2014

    • Author(s)
      志村 勉、小林 純也、小松 賢志、欅田 尚樹
    • Organizer
      第57回日本放射線影響学会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2014-10-01 – 2014-10-03
  • [Presentation] AKT経路を標的としたがん細胞の放射線耐性の抑制2014

    • Author(s)
      志村 勉
    • Organizer
      第43回放射線による制癌シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-07-11 – 2014-07-12
    • Invited

URL: 

Published: 2016-06-01  

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