2013 Fiscal Year Research-status Report
乳がんの増殖と転移におけるプロスタグランジンEの関与とEP阻害剤を用いた創薬展開
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25460062
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
宮浦 千里 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20138382)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲田 全規 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80401454)
平田 美智子 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (40544060)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 乳がん / 骨転移 / 骨吸収 / プロスタグランジンE / 血管新生 / 固形腫瘍 / イメージング解析 |
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| Research Abstract |
乳がんは骨に転移しやすく、骨転移巣は散在性に発生して激しい骨破壊が起こる。乳がん細胞（4T1）をマウスに移入し、ルシフェラーゼ遺伝子導入による発光イメージングを行ない、転移巣のイメージング検出系を確立し、乳がんの転移におけるPGEの役割を解明する。本年度の研究成果は以下の２項目である。
（１）膜型PGE合成酵素遺伝子欠損マウスを用いた骨転移と固形腫瘍形成における宿主PGEの役割解析： 4T1細胞をmPGES遺伝子欠損マウスならびに野生型マウスに移入すると、mPGES欠損マウスでは骨転移や皮下固形腫瘍の形成が抑制された。マウスの尾静脈より4T1細胞を移入し、骨転移を起こさせ、軟X線撮影およびIn vivoイメージングにより骨転移の発生と進行を観察した。発光イメージング解析では、ルシフェラーゼ遺伝子導入4T1細胞を用いて全身転移を発光イメージングにより解析した結果、骨転移巣では骨破壊に先立って、In vivo発光が検出され、その後の骨破壊の進展が認められた。さらに、EP4アンタゴニスト投与によっても骨転移が抑制されることを見出した。また、4T1細胞の皮下移入により固形腫瘍を形成させたところ、微小固形腫瘍の段階から発光イメージングで検出され、血管新生もアンジオセンス法により蛍光検出することに成功した。
（２）乳がんの骨転移・骨破壊と血管新生に関するIn vitroメカニズム解析： mPGES遺伝子欠損マウスならびに野生型マウスより、骨芽細胞および皮膚線維芽細胞を採取し、初代培養した。骨芽細胞を用い、破骨細胞誘導因子（RANKL）の遺伝子発現、皮膚線維芽細胞については、血管新生誘導因子（VEGF）の産生について解析した。その結果、mPGES遺伝子欠損マウス由来細胞はPGE産生が低下しており、RANKL発現やVEGF産生が有意に抑制していることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
現在までの達成度について（１）当初の計画以上に進展している、と自己評価した理由は、当該年度の研究計画としては、乳がんの骨転移におけるPGEの役割解明において、mPGES遺伝子欠損マウスを用いた研究を計画しており、その成果が得られたのみならず、当初計画では、次年度（平成２６年度）計画の一部であった、PGEのレセプターアンタゴニストの投与実験についても実施した点が挙げられる。その結果、４種のPGEのレセプターアンタゴニストの内、EP4アンタゴニストの投与により骨転移と骨破壊が顕著に抑制されることを見出した。この知見により、次年度の研究実施を円滑に加速することが可能となる。この前倒しの研究達成は当初の計画以上の進展であると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の次年度（平成２６年度）の研究計画は以下の２項目である。
（１）EP1～EP4アンタゴニストを用いた乳がん骨転移と固形腫瘍形成への有効性評価：乳がん細胞（4T1）をマウスに移入し、骨転移を起こさせる。PGEレセプターは４種（EP1、EP2、EP3、EP4）あるが、各シグナルを遮断する、EP1アンタゴニスト・EP2アンタゴニスト・EP3アンタゴニスト・EP4アンタゴニストを合成し、乳がんの動物実験において投与実験を実施する。これらアンタゴニストを乳がん移入マウスに投与し、骨転移と腫瘍形成への有効性を評価する。骨転移巣では、激しい骨破壊が観察される。骨の解析は軟Ｘ線解析ならびに3次元μCTにより高精度の解析を実施する。なお、平成２５年度の研究において、PGEレセプターのアンタゴニスト投与実験の予備試験を実施して、EP4アンタゴニストが有意に骨転移と骨破壊を抑制することを見出している。この知見により、平成２６年度の研究実施を前倒しで進めていることから、円滑に動物実験の実施を加速できる見込みである。
（２）In vitroメカニズム解析：EP1～EP4アンタゴニストの作用機構に着目し、乳がん細胞の浸潤・骨RANKL発現・血管新生についてEP1～EP4アンタゴニストの作用について、培養系および生化学的に解析する。
平成２７年度は、前立腺がんと乳がんの転移抑制薬の開発を目指した創薬展開 を目指している。マウス乳がんについて転移抑制効果を発揮したEPsアンタゴニストに着目し、ヒト乳がん細胞(MDA)ならびにマウス前立腺がん細胞(TRAMP)を用い、EPアンタゴニストの投与実験を実施して、骨転移・肺転移・固形腫瘍形成・延命への有効性を評価し、EPs作働薬の創薬展開を実施する。
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