ケミカルバイオロジーによるエストロゲン陽性乳癌の病因解明と化学予防法の開発

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26670337
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 渡邉 元樹 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40723581)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 分子標的癌予防 / ケミカルバイオロジー

Outline of Annual Research Achievements

まずヒト乳癌細胞株MCF7に対し、細胞増殖抑制効果をもたらし、かつエストロゲンレセプター(ERα)の発現を下方制御する化合物のスクリーニングを行い、既に交付申請書内で示したセサミノールとペリリルアルコール以外に、PPARγアゴニストとして知られるトログリタゾンを見出した。
次に、これら３化合物各々を、ケミカルバイオロジーの手法を用いてナノ磁性ビーズに固定化し、MCF7細胞抽出液を反応させることで、各化合物の結合蛋白質を精製した。精製した各結合蛋白質を質量分析計を用いて解析したところ、これら３化合物共通の結合蛋白質としてXを同定した。Xは細胞のエネルギー代謝の調節維持に重要な役割を果たす蛋白質で、癌細胞においては過剰発現していることが知られているが、これら３化合物がこのXに結合することは新規の発見である。
さらに、Xの機能解析として、MCF7にsiRNAを形質導入してXの発現を抑制したところ、有意な細胞増殖抑制効果とG1期停止が確認された。続いて、siRNAによるXの発現抑制によるERα発現への影響について解析したところ、XをノックダウンしてもERαの発現に変化はみられなかった。この結果はERα陽性乳癌細胞において、ERα以外に、細胞増殖や細胞周期進行に影響をもたらす別の重要な分子Yが存在することを示唆し、あらたな予防標的分子の発見につながることも期待されるため、研究方針を修正し、Yの同定を優先することとした。siRNAによりXをノックダウンした際に発現抑制を認める分子について、G1期関連蛋白質を中心にスクリーニングしたところ、乳癌を含む多くの癌で過剰発現している癌遺伝子産物Yを特定した。この結果は、XがYの発現を正に制御する上流分子として機能し、癌細胞の増殖に重要な役割を果たす可能性を示す新規発見である。現在、XがYを制御する分子メカニズムについて検証中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究計画の第１段階として、ERα陽性乳癌細胞に対し、細胞増殖抑制効果をもたらす化合物のスクリーニングは終了し、セサミノール、ペリリルアルコール、トログリタゾンの３種をヒット化合物として絞り込めた。
第２段階として、ケミカルバイオロジーの技術を用いて、それら３化合物共通の結合蛋白質Xを同定しえた。
第３段階として、結合蛋白質XをsiRNAを用いて発現抑制することにより、乳癌細胞に対し、G1期停止および細胞増殖抑制効果をもたらすことを確認した。さらに、Xの下流分子として、当初の想定していたERαではなく、別の癌遺伝子産物Yを特定した。Yは乳癌以外の癌に広く過剰発現していることが知られていることから、本研究が乳癌の化学予防の範疇のみにとどまらず、広く癌一般の化学予防にも応用されうる可能性が期待される。
以上、若干の研究方針の修正は生じたものの、ほぼ当初の計画通りのペースで進行しており、かつ既に現段階で複数の新規発見を含んでいることから、プロジェクトは順調に進捗していると判断している。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、in vitroの実験としては、今回、セサミノール、ペリリルアルコール、トログリタゾン共通の結合蛋白質として同定したXが、下流の癌遺伝子産物Yを制御する分子メカニズムの解明を継続するとともに、本研究の最終段階として、マウスの乳癌発癌モデルを用いて、結合蛋白質Xに対するsiRNAの全身投与により、実際、発癌が抑制されるのかどうかについて検証していく予定である。