2015 Fiscal Year Annual Research Report
人工多能性幹細胞由来がん幹細胞モデルを利用する根本的がん治療薬の開発
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25242045
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
妹尾 昌治 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (90243493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠井 智成 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (30530191)
工藤 孝幸 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (00346412)
水谷 昭文 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (50598331)
日沼 州司 千里金蘭大学, 生活科学部, 教授 (60550522)
加来田 博貴 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (80362961)
村上 宏 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (90260174)
浜田 博喜 岡山理科大学, 理学部, 教授 (10164914)
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| Project Period (FY) |
2013-10-21 – 2017-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / がん幹細胞 / 制がん剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．幹細胞からがん幹細胞を誘導する因子の同定：ルイス肺癌細胞株の培養上清中のエクソソーム画分およびエクソソームを除いた上清画分の両方に胚性幹細胞およびiPS細胞をがん幹細胞へ誘導した。さらに培養上清の可溶性画分では、５kDa以下の画分でもがん幹細胞へ誘導することができることがわかった。一方で、合成化合物を培養上清中に添加してがん幹細胞化を評価すると、一部のシグナル伝達阻害剤でがん幹細胞への誘導効果が認められた。
２．がん幹細胞に対する増殖抑制剤の開発：これまでに樹立したがん幹細胞株を対象として、化合物ライブラリーのスクリーニングを行った。多くの化合物に耐性を示す中で、２～３の化合物が、がん幹細胞の増殖を抑制した。この中には既知の制癌剤が含まれているおり、がん幹細胞にアポトーシスを誘導するものがあることもわかった。
３．がん幹細胞分化誘導因子の解析と評価: がん幹細胞miPS-LLCcm、およびそれより分化した細胞から分泌される因子がNotchシグナルを介して自己複製を促進していることを示したが、典型的なNotchリガンド遺伝子発現パターンから、これらとは異なる因子がmiPS-LLCcmの自己複製に関与していると推測した。この促進因子の同定を目的としてmiPS-LLCcmより培養上清を回収し、加熱処理後、自己複製促進能を検討した結果、加熱処理によりその活性は見出されなくなったことからmiPS-LLCcmの自己複製を促進する因子はタンパク質性のものと考えられる。
４．がん幹細胞複製抑制化合物の探索：キナーゼ阻害剤の分子設計のための球面自己組織化マップを用いた解析法を検討し、網羅的キナーゼパネルアッセイデータを用いて球面自己組織化マップにより、クラスタリングを行うことで類似したキナーゼ阻害活性プロファイルを持つ化合物が球面マップ近傍に配置されることが分かった。
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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
幹細胞からがん幹細胞を誘導する因子あるいはシグナル経路を示唆するデータが得られている。誘導されたがん幹細胞を数株用いた化合物スクリーニングでも、増殖抑制を示すものが見つかってきている。がん幹細胞の分化誘導について直接的な結果は得られていないものの、自己複製を促す因子およびシグナル経路が見つかってきており、これを手がかりに分化を促進する実験系のデザインが可能と考えられる。同時に、がん幹細胞複製の促進を抑制するための方法論への方針を立てる手がかりとなると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．幹細胞からがん幹細胞を誘導する因子の同定：ルイス肺癌細胞株の培養上清中に含まれるiPS細胞をがん幹細胞へ誘導する因子の解析を継続して行うと同時に、がん幹細胞化を誘導することが認められる合成化合物の作用点についてシグナル伝達を中心に精査していく。
２．がん幹細胞に対する増殖抑制剤の開発：がん幹細胞アポトーシス誘導機構を明らかにするとともに、細胞増殖阻害剤内封リポソームのin vivo試験を検討する。ダウノルビシンのアポトーシス誘導機構は、EndoG、AIFの関与に関して検討する。バフィロマイシンリポソームは、ヒト由来がん細胞移植担がんマウス、および、miPS-CSC担がんマウスにおいてその効果を検討する。
miPS-LLCcmが分泌するがん幹細胞自己複製促進因子の同定、およびその機構の解明に向けての解析を進める。Notch活性化因子については種々の分画方法を組み合わせ、その因子が含まれる画分を単離しその分子の同定を試みる。
3. がん幹細胞分化誘導因子の解析と評価:miPS-LLCcmの自己複製に関与していると推測されるNotchシグナル因子の同定を進めると同時に、non-canonical Wntシグナルの関与について検討を続ける。
4．がん幹細胞複製抑制化合物の探索：SASP関連物質のiPS細胞由来のがん幹細胞に対する細胞増殖抑制の再評価を行う。また、エピジェネティックな阻害剤としてヒストン脱アセチル化酵素（HDAC）阻害剤が知られており、これまでに得られたRARαへの選択性の向上が見られたAGN194301の構造展開情報をもとに、HDAC阻害/ RARαアンタゴニストを新たに創出する。キナーゼ阻害剤、キナーゼのクラスタリングについては、球面自己組織化マップにより、分子構造との関連付けを行い、新規キナーゼ阻害剤の分子設計の指針を抽出する。これまでのキナーゼ阻害剤とキナーゼとの結合様式の解析から得られた知見をもとに新規阻害分子設計を検討する。
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