The role of nuclear actin filaments in cancer cells
| Project/Area Number |
18K06231
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44010:Cell biology-related
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
川内 敬子 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (40434138)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩根 敦子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (30252638)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | がん / p53 / アクチン / 核 / 抗がん剤 / DNA損傷 / メカニカルストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん細胞が成育する基質の硬さは、抗がん剤感受性に影響を及ぼす。これまでの研究で、生育している基質が柔らかい方が、癌抑制遺伝子産物p53の活性は低くなるために抗がん剤ドキソルビシンに対する感受性が低下することを、ヒト乳がんMCF細胞を用いて証明してきた。さらにこの際に、核質全体に太い束状のアクチン線維（以後、核アクチンファイバー）の形成が誘導されることを見出した。本研究では、この核アクチンファイバーの機能および形成分子機構を解明し、それを標的として化学療法の効果を高める新たな治療法への応用を目的とした。
本年度は、核アクチンファイバーの形成率を定量的に評価するために、共焦点顕微鏡画像から核内の太い束状のアクチン線維を抽出する解析手法を確立した。確立した解析手法を用いることで、抗がん剤処理で核アクチンファイバーの形成率は、p53欠損細胞において顕著に増加するのに対し、p53野生型細胞では増加がみられないことを定量的に示すことができた。次に、核アクチンファイバーの機能を明らかにするために、核の引張実験を行った。その結果、核アクチンファイバーとクロマチンは、異なる独自のネットワークを形成していること、また両者は部分的に結合していることが示された。このことから、核アクチンファイバーは核構造の維持に寄与している可能性が考えられる。核のゆがみや核の破壊は、遺伝子発現の変動や細胞死につながるため、核アクチンファイバーによる核の構造維持が、がん細胞の細胞死を抑制する原因になると推察された。現在、核アクチンファイバーの形成を阻害した際に変化する遺伝子の中で、抗がん剤感受性低下と関連のある遺伝子の同定を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19 感染拡大の影響で実験室での実験および出張が制限されたため、計画していたスケジュールで進めることが困難であった。そのため、まず実験室以外で行える核アクチンファイバーの形成率を定量的に評価する手法の確立から進めた。次に、p53による核アクチンファイバー形成抑制機構の解明を行うために、種々の阻害剤やsiRNAを用いた解析を行い、昨年度まで候補として挙げていたアクチン重合分子FMN2よりも重要な新しい候補タンパク質の絞り込みに成功した。また、この候補タンパク質のp53依存的な活性化メカニズムについても明らかにしている。今後、この新たな候補タンパク質を介した核アクチン制御機構を明らかにする必要があり、確立した核アクチンファイバーの形成定量法を用いて研究を加速させる。
また本年度は、新たな研究協力者の国立遺伝学研究所の島本博士の協力を得て、核を引張することで核アクチンファイバーとクロマチンの関係を調べた。核のアクチンとクロマチンを染色した細胞の核を引張し、粒子画像流速測定法(PIV:Particle Image Velocimetry)による分子の流れ計測を行うことで、それぞれが形成したネットワークが部分的に結合していることが示された。
以上より、目標とするところまで達成できなかったが、新たな興味深い知見が得られた。研究を加速させ、本研究の完遂を目指す。
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| Strategy for Future Research Activity |
p53による核アクチンファイバー形成抑制機構の解明を進める。これまでに絞り込んだ核アクチンファイバー形成を制御する候補タンパク質は、核内のアクチン重合を直接阻害していないと考えられるため、このタンパク質の下流で働く分子の同定を行う。
さらに、抗がん剤感受性における核アクチンファイバーの機能を明らかにするために、核アクチンファイバーが及ぼす核の力学特性（硬さや弾性力）の計測、また核アクチンファイバーの形成を阻害した際に変化する遺伝子の中で、抗がん剤感受性低下と関連のある遺伝子の同定を行う。
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Report
(3 results)
Research Products
(15 results)
