レスベラトロールのアザ誘導体化合物による細胞増殖抑制機構の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25350979
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 藤田 至彦 近畿大学, 医学部, 講師 (80192730)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: レスベラトロール / MIF / NFkB / JNK / ROS

Outline of Annual Research Achievements

3, 4, 4′, 5-tetrahydroxy-trans- aza-stilbeneをはじめとするレスベラトロールのアザ誘導体（ARVD）による細胞増殖抑制効果に対して、MIFがどれくらい保護作用（アポトーシス回避機構）を有するかを評価するためにA549細胞株にMIFのshRNAの発現誘導ベクターを導入したところ、(MIFのノックダウンによる）ARVD感受性の亢進が同細胞株で見られたことから、MIFはARVDの活性酸素による細胞毒性から細胞を保護する作用をもつという仮説が裏付けられた。また、コントロールのA549株と比べて、MIFをノックダウンしたA549の方が、アポトーシス誘導キナーゼ(JNK)のリン酸化の亢進が顕著に認められた。このことから、MIFは本来、NFkBを活性化し、さらに下流に存在するJNKの活性（リン酸化）を抑制することにより、アポトーシスを回避する機構が示唆された。これらの前年度の結果を踏まえて、2014年度は、ARVD添加後にi. NFkBと特異的配列DNA (5‘-AGTTGAGGGGACTTTCCCAGGC-3‘）との結合能のゲルシフトアッセイによる評価、ii. Elisaによる培地中へのMIFの分泌量の定量を行った。i.より、コントロールのA549細胞ではNFKBと特異的DNAとの間にみられた顕著な結合能が、MIFのノックダウン株では認められず、MIFがNFkBのJNKを介したアポトーシス抑制機構を直接制御していることがわかった。また、iiではMIFの分泌量には変化が認められず、ARVD(ROS)がMIFをup-regulateする可能性は否定された。
新規ARVDとして、活性酸素を生成させやすくするべく水酸基を増やしたもの、-OHを-OMeに変えて細胞透過性を高めたものなど前年度に多数合成された化合物については、既存のARVDより高い細胞増殖抑制効果を示すものは得られなかった。一方、レスベラトロールと骨格を異にする構造をもつポリフェノールの中に、高い細胞増殖抑制効果を示すものが見つかり、現在それらの作用機序の解析を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

３年間の研究計画として以下の事項を示す。
１．MIFのアポトーシスからの回避機構についての解析
a.MIFによるROSからの細胞保護作用（アポトーシス回避機構）の評価。b. MIFによるJNKの不活性化の評価。c. MIFによるJNKの不活性化の経路についての検討。d. ROSがMIFをup-regulateする可能性の検討。e. ARVDによる増殖抑制効果のmode of action にかかわる遺伝子群の探索。
２．新規ARVDの創製および細胞毒性の評価
a. 新規ARVDおよびポリフェノール誘導体のデザインならびに合成。b. 新規ARVDおよびポリフェノール誘導体の細胞をもちいたアッセイ。c. 新規ARVDおよびポリフェノール誘導体の最適化、機能解析。これらのうち、(1)ではdまで、(2)ではbまで終了しており、残り１年間の時点でおおむね順調に進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

「現在までの達成度」で示した未遂行項目である1-e, 2-cを３年目に行う予定である。
1-eではMIF発現細胞株、ノックダウン株の両者をもちいて、それぞれARVD添加前後において発現の変動する遺伝子をマイクロアレイにより探索する。これにより、ARVDによるROSのストレス応答に関連する分子群の特定と新たな標的化合物の創製が可能となる。2-cでは、新規化合物、特にいくつかのポリフェノール誘導体にみられた細胞増殖抑制効果の作用機序の解析を行うと同時に、これらをシーズ候補化合物として新規誘導体の合成および薬理評価につなげる。

Research Products

• [Journal Article] Inhibition of β-Catenin enhances the anticancer effect of irreversible EGFR-TKI in EGFR-mutated non-small-cell lung cancer with a T790M mutation. (2015)
  • Author(s): Togashi Y, Hayashi H, Terashima M, de Velasco MA, Sakai K, Fujita Y, Tomida S, Nakagawa K, Nishio K.
  • Journal Title: J Thorac Oncol Volume: 10 Pages: 93-101
  • DOI: 10.1097/JTO.0000000000000353
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activin signal promotes cancer progression and is involved in cachexia in a subset of pancreatic cancer. (2015)
  • Author(s): Togashi Y, Kogita A, Sakamoto H, Hayashi H, Terashima M, de Velasco MA, Sakai K, Fujita Y, Tomida S, Kitano M, Okuno K, Kudo M, Nishio K.
  • Journal Title: Cancer Lett Volume: 356 Pages: 819-827
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2014.10.037
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Supramolecular Substance, [2] Rotaxane, Induces Apoptosis in Human Molt-3 Acute Lymphoblastic Leukemia Cells. (2015)
  • Author(s): Kimura M, Makio K, Hara K, Hiruma W, Fujita Y, Takata T, Nishio K, Ono N.
  • Journal Title: Drug Res Volume: 未定 Pages: 未定
  • DOI: 10.1055/s-0034-1395628
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activated MET acts as a salvage signal after treatment with alectinib, a selective ALK inhibitor, in ALK-positive non-small cell lung cancer. (2015)
  • Author(s): Kogita A, Togashi Y, Hayashi H, Banno E, Terashima M, De Velasco MA, Sakai K, Fujita Y, Tomida S, Takeyama Y, Okuno K, Nakagawa K, Nishio K.
  • Journal Title: Int J Oncol Volume: 46 Pages: 1025-1030
  • DOI: 10.3892/ijo.2014.2797
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Performance of a novel KRAS mutation assay for formalin-fixed paraffin embedded tissues of colorectal cancer. (2015)
  • Author(s): Sakai K, Yoneshige A, Ito A, Ueda Y, Kondo S, Nobumasa H, Fujita Y, Togashi Y, Terashima M, De Velasco MA, Tomida S, Nishio K.
  • Journal Title: Springerplus Volume: 4 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1186/2193-1801-4-7.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chronic nicotine exposure mediates resistance to EGFR-TKI in EGFR-mutated lung cancer via an EGFR signal. (2015)
  • Author(s): Togashi Y, Hayashi H, Okamoto K, Fumita S, Terashima M, de Velasco MA, Sakai K, Fujita Y, Tomida S, Nakagawa K, Nishio K.
  • Journal Title: Lung Cancer Volume: 88 Pages: 16-23
  • DOI: 10.1016/j.lungcan.2015.01.027
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Melanoma transition is frequently accompanied by a loss of cytoglobin expression in melanocytes: a novel expression site of cytoglobin. (2014)
  • Author(s): Fujita Y, Koinuma S, De Velasco MA, Bolz J, Togashi Y, Terashima M, Hayashi H, Matsuo T, Nishio K.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0094772.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Homozygous deletion of the activin A receptor, type IB gene is associated with an aggressive cancer phenotype in pancreatic cancer. (2014)
  • Author(s): Togashi Y, Sakamoto H, Hayashi H, Terashima M, de Velasco MA, Fujita Y, Kodera Y, Sakai K, Tomida S, Kitano M, Ito A, Kudo M, Nishio K.
  • Journal Title: Mol Cancer Volume: 13 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1186/1476-4598-13-126.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Frequent amplification of ORAOV1 gene in esophageal squamous cell cancer promotes an aggressive phenotype via proline metabolism and ROS production. (2014)
  • Author(s): Togashi Y, Arao T, Kato H, Matsumoto K, Terashima M, Hayashi H, de Velasco MA, Fujita Y, Kimura H, Yasuda T, Shiozaki H, Nishio K.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 30 Pages: 2962-2673
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] KIAA1199 interacts with glycogen phosphorylase kinase β-subunit (PHKB) to promote glycogen breakdown and cancer cell survival. (2014)
  • Author(s): Terashima M, Fujita Y, Togashi Y, Sakai K, De Velasco MA, Tomida S, Nishio K
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 30 Pages: 7040-7050
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypoxia induces resistance to ALK inhibitors in the H3122 non-small cell lung cancer cell line with an ALK rearrangement via epithelial-mesenchymal transition. (2014)
  • Author(s): Kogita A, Togashi Y, Hayashi H, Sogabe S, Terashima M, De Velasco MA, Sakai K, Fujita Y, Tomida S, Takeyama Y, Okuno K, Nakagawa K, Nishio K
  • Journal Title: Int J Oncol Volume: 45 Pages: 1430-1436
  • DOI: 10.3892/ijo.2014.2574.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MEK inhibitor for gastric cancer with MEK1 gene mutations. (2014)
  • Author(s): Sogabe S, Togashi Y, Kato H, Kogita A, Mizukami T, Sakamoto Y, Banno E, Terashima M, Hayashi H, de Velasco MA, Sakai K, Fujita Y, Tomida S, Yasuda T, Takeyama Y, Okuno K, Nishio K.
  • Journal Title: Mol Cancer Ther Volume: 13 Pages: 3098-3106
  • DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-14-0429.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single nucleotide polymorphism markers for low-dose aspirin-associated peptic ulcer and ulcer bleeding. (2014)
  • Author(s): Shiotani A, Murao T, Fujita Y, Fujimura Y, Sakakibara T, Nishio K, Haruma K.
  • Journal Title: J Gastroenterol Hepatol Volume: Suppl 4 Pages: 47-52
  • DOI: 10.1111/jgh.12770
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Melanoma transition is frequently accompanied by a loss of cytoglobin expression in melanocytes: a novel expression site of cytoglobin (2014)
  • Author(s): Yoshihiko Fujita, S. Koinuma, Marco A. De Velasco, Jan Bolz, Y. Togashi, M. Terashima, H. Hayashi, T. Matsuo, K. Nishio
  • Organizer: 日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜(パシフィコ横浜）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] マイクロアレイをもちいた原発不明がんの診断バイオマーカーの探索 (2014)
  • Author(s): 藤田至彦
  • Organizer: 日本癌がん分子標的治療学会学術総会
  • Place of Presentation: 仙台(仙台市情報・産業プラザ)
  • Year and Date: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [Presentation] A microarray-based gene expression analysis identified diagnostic biomarkers for unknown primary cancer (2014)
  • Author(s): Yoshihiko Fujita, Issei Kurahashi, Takayasu Kurata, Yasuhiro Koh, Kazuko Sakai, Kazuhiko Nakagawa, Kazuto Nishio
  • Organizer: 全米癌研究学会年次総会
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2014-04-05 – 2014-04-09
• [Remarks] 近畿大学医学部ゲノム生物学教室 研究に関するお知らせ
  • URL: http://www.med.kindai.ac.jp/genom/study.html