2013 Fiscal Year Annual Research Report
がん幹細胞を標的とするグアニン４重鎖リガンドの開発
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25290060
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Japanese Foundation for Cancer Research |
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Principal Investigator |
清宮 啓之 公益財団法人がん研究会, がん化学療法センター分子生物治療研究部, 部長 (50280623)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | がん幹細胞 / テロメア / 分子標的 / DNA損傷 / G4リガンド |
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| Research Abstract |
本研究は、グアニン４重鎖（G-quadruplex: G4）を安定化する新規化合物「G4リガンド」を創製し、がん幹細胞に対する選択的増殖抑制効果を評価するとともに、その分子機構を明らかにすることを目的とする。我々はこれまでに、テロメスタチンに代表されるG4リガンドがテロメアG4を異常安定化し、DNA損傷を誘導することを示してきた。最近、テロメスタチンがテロメア以外の染色体領域にも作用し、神経膠腫幹細胞に選択的な増殖抑制効果を示すことを見出した。しかし、その詳細な機構は不明である。G4は複製や転写など、DNAが１本鎖になる過程で生じる可能性があるので、我々は今回、神経膠腫幹細胞と非幹神経膠腫細胞における細胞周期S期の比率を調べるとともに、前者において複製や転写を阻害したときに、テロメスタチンによって生じるDNA損傷がどの程度抑制されるかを調べた。その結果、両細胞で細胞周期の比率に大きな差異は認められないこと、神経膠腫幹細胞におけるテロメスタチン誘導性のDNA損傷は複製および転写の両者に依存して生じることが明らかとなった。一方、我々は東京農工大学の長澤和夫博士らが創製した、新規合成テロメスタチン誘導体の神経膠腫幹細胞に対する影響を調べた。この化合物は強いG4安定化活性を発揮するとともに、非幹神経膠腫細胞よりも神経膠腫幹細胞の増殖を選択的に抑制することが確認された。これと一致し、DNA損傷応答は後者の細胞でのみ顕著に誘導されることが明らかとなった。重要なことに、これらの有効濃度はテロメスタチンよりも低く、大量合成が可能な優れたG4リガンドの創製に成功したと判断した。今後、同剤の作用機序を詳細に検証するとともに、in vivoの治療実験を進める予定である。本研究で得られる成果は、がん幹細胞を標的とする画期的新薬の開発に直結し、がんの再発抑止・予後改善をもたらすと期待される。
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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
今回、テロメスタチンで認められた神経膠腫幹細胞の増殖抑制効果およびDNA損傷誘導効果が、これよりも低濃度の新規合成テロメスタチン誘導体でも確認することが出来、所期の目標の第一段階を達成することが出来た。すでに動物実験に必要な化合物は合成しており、本研究は概ね順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
神経膠腫幹細胞において、テロメスタチンおよび新規テロメスタチン誘導体がもたらす遺伝子発現変化をGeneChipマイクロアレイにて網羅解析する。顕著な発現変化を示した遺伝子群のうち、プロモータ領域にG4形成モチーフが豊富に存在するものを絞り込み、実際の発現変化を検証する。一方、消化器がん由来のがん幹細胞・非幹がん細胞に対する増殖抑制効果も検討すべく（所内倫理審査承認済）、同意を得た患者さん由来の腫瘍から、スフェアがん細胞株の樹立を試みる。一方、前年度の結果を踏まえ、神経膠腫幹細胞が非幹神経膠腫細胞と比較して複製や転写が実際にどの程度活発であるか検討する。一方、ヘリカーゼの働きが盛んでない細胞ではG4が解消されにくい可能性があることから、両細胞における各種ヘリカーゼの発現も比較する。また、臨床がん由来スフェア細胞を新たに得ることが出来た場合は、がん幹細胞マーカーの発現を検討するとともに、マーカー陽性細胞をセルソーターにて分離し、自己複製能や高い造腫瘍性など、がん幹細胞としての特性が認められるか調べる。
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