2016 Fiscal Year Research-status Report
胃癌細胞における放射性ヨード治療の可能性の基礎的検討
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26460684
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
小飼 貴彦 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (40711693)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菱沼 昭 獨協医科大学, 医学部, 教授 (40201727)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナトリウム/ヨード共輸送体 / レチノイド / 遺伝子発現誘導 / 胃癌細胞株 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分化型甲状腺癌の放射性ヨード治療は、腫瘍細胞におけるナトリウム/ヨード共輸送体 (Na/I Symporter, NIS) の発現に依存しており、NISを介した放射性ヨードの腫瘍細胞への選択的な取り込みは腫瘍を標的とした細胞毒性をもたらす。われわれは、胃癌細胞を用いた予備実験で、細胞分化に重要なレチノイド（ビタミンA誘導体）がNIS遺伝子の発現を増加させ、放射性ヨードの取り込みを有意に上昇させることを見出している。この結果は腫瘍細胞特異的な NIS の発現誘導を利用した胃癌に対する標的治療の可能性を示唆するが、その実現のためには、胃癌細胞におけるNIS 発現誘導のための細胞内シグナル伝達を解明し、より特異的かつ効率的にヨードの取り込みを誘導する必要がある。
2015年度には、レチノイドの NIS 遺伝子発現誘導効果のメカニズム検索の過程で、タンパク質合成阻害剤によるNIS発現誘導を複数のがん細胞株で確認したが、2016年度には、胃癌細胞株および乳癌細胞株において、さらに他の数種のタンパク質合成阻害剤でも同様の効果を確認した。そのうち２種のタンパク合成阻害剤は臨床で使用される薬剤であり、今後、放射性ヨウ素治療におけるNIS発現増強剤としての臨床応用の可能性についても検討すべきであると考えられた。さらに、本研究申請後に新たに当施設に導入された次世代シークエンサーによるエクソーム解析により、レチノイド刺激およびPI3Kカスケード阻害で2倍以上の発現変化をきたす1000以上の遺伝子を胃癌細胞株で同定した。今後、レチノイド刺激によく反応する乳癌細胞株のエクソーム、並びにトランスクリプトーム比較により、NIS発現増強に必要な因子の同定を RNA レベルで試みる予定である。
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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
実験計画（1）および 実験計画（2）の実行により、MKN45 胃癌由来細胞株におけるNIS発現誘導にはレチノイド受容体 RXR が重要であること、AKT阻害剤、とくに mTORC阻害剤が発現誘導の増強に有効であることが示された。さらに、蛋白質合成阻害剤により NIS 遺伝子発現誘導が認められ、それが多くの癌細胞で再現されたことから、今まで明らかとなった RXRやAKTシグナル伝達と、蛋白質合成阻害剤により惹起されるシグナルとのクロストークがあるのかが興味の対象のひとつとなり、RNAレベルでの包括的検討についての予備実験はほぼ完了している。
研究計画（3）“3次元培養条件下でのNIS 発現誘導の検討”について、低接着性高分子ポリマーを利用した足場型3次元培養システムを利用したが、今のところレチノイド刺激に対するNIS発現誘導については再現性のある結果が得られていない。引き続き培養条件などの検討が必要である。
実験計画 (6)―AKT 阻害剤の NIS の細胞膜上の発現に対する効果の検討： GFPタグ標識したNISを強制発現させたサル腎細胞株 COS7 を用いた予備実験の結果、AKT阻害剤添加により、3倍程度の細胞表面のNIS-GFPの発現の増加がウエスタン・ブロットで確認されている。NIS の細胞表面上への発現を視覚化するため、MKN45細胞にGFPタグ付き NISを強制発現させ共焦点レーザー顕微鏡で観察したが、個々の細胞への遺伝子導入効率に大きな差があり、NIS の細胞膜上への局在について、定量性の点で再現よく評価できなかった。現在、導入効率の改善とフローサイトメーターによるNIS発現細胞のソーティングによる再現性の担保を引き続き試みている。
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| Strategy for Future Research Activity |
最近 NIS遺伝子発現の miRNA による調節に関する報告があいついで発表されている (Cancer Res 75: 4119-30; Endocr Relat Cancer 22:11-21; Biochem Biophys Res Commun 462;314-21)。レチノイドは数多くの miRNA の発現を調節しており(Subcell Biochem 70:151-79)、NIS発現誘導に遺伝子転写調節以外の機序が関与していることが示唆されている (Proc Natl Acad Sci U S A 97: 8519-24)ことから、胃癌における NIS発現誘導にも miRNA が関与している可能性がある。2017年度には、レチノイドおよびAKT阻害剤で処理したMKN45細胞について、網羅的に miRNA 発現プロフィールを評価し、NIS をターゲットとしうる miRNA の発現についての解析を行う予定である。
研究計画（3）“3次元培養条件下でのNIS 発現誘導の検討”については、再現よく3次元培養実験を施行するべく、現在、低接着性高分子ポリマーを利用した足場型3次元培養システムの利用を検討している。 3次元培養でのNIS発現誘導が再現よく確認されたら、速やかに研究計画（4）胃癌モデルマウスの確立、実験計画（5）初代培養細胞の確立に着手の予定である。
研究計画 (6)”AKT 阻害剤の NIS の細胞膜上の発現に対する効果の検討“については、外因性 NIS-GFP融合遺伝子 の発現評価の再現性に問題があるため、遺伝子導入効率の改善とフローサイトメーターによる発現陽性細胞のソーティングを行い、あらためて評価を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
（１）物品購入のさい、キャンペーンなどの割引購入の機会を有効に利用したため。
（２）学会参加費用（旅費などを含む）の一部を校費より捻出したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
学会参加費用や物品購入費として有効に利用の予定である。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] A Novel Germline Mutation of KEAP1 (R483H) Associated with a Non-Toxic Multinodular Goiter2016
Author(s)
Nishihara E, Hishinuma A, Kogai T, Takada N, Hirokawa M, Fukata S, Ito M, Yabuta T, Nishikawa M, Nakamura H, Amino N, Miyauchi A
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Journal Title
Front Endocrinol
Volume: 7
Pages: 131
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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