| Project/Area Number |
22K07182
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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 50010:Tumor biology-related
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| Research Institution | Aichi Cancer Center Research Institute |
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Principal Investigator |
向井 智美 愛知県がんセンター(研究所), 分子腫瘍学分野, 研究員 (10706146)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 核輸送動態 / Optogenetics / 悪性中皮腫 / O-GlcNAc 修飾 / ヌクレオポリン / 核輸送 / Hippo pathway / O-GlcNAc |
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| Outline of Research at the Start |
悪性中皮腫は難治性希少がんである。悪性中皮腫患者において、腫瘍抑制性のシグナル経路であるHippo 経路の構成因子の遺伝子変異が高頻度であるが、Hippo経路を標的とした治療薬は未だ臨床応用に至っておらず、奏効率の高い治療薬がない。
申請者は、Hippo経路の破綻した悪性中皮腫ではO-GlcNAc修飾が著明に亢進し、その主たる標的が核膜孔複合体構成因子（ヌクレオポリン）であることを明らかにした。本研究では、ナノボディを用いてヌクレオポリン選択的にO-GlcNAc修飾を付加・除去する系を構築し、腫瘍進展への影響およびそのメカニズムを明らかにすることで新規治療薬の開発の足掛かりとする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、様々ながんでは翻訳後修飾のひとつである O-GlcNAc 修飾が亢進しており、治療標的としての可能性が注目されているが、O-GlcNAc 修飾の生理学的な意義や腫瘍進展との関連は不明な点が多い。研究代表者は、Hippo 経路の破綻した中皮腫では O-GlcNAc 修飾が著明に亢進することを明らかにし、その主たる標的タンパクとして複数の核膜孔複合体構成因子（ヌクレオポリン）を同定した。既に、ヌクレオポリンは O-GlcNAc 修飾の代表的な標的タンパク質であることが知られており、その修飾部位は百箇所以上にのぼる。近年、ヌクレオポリンの O-GlcNAc 修飾が核輸送の亢進に寄与することが報告されたことから、研究代表者は、Hippo 経路の破綻した中皮腫ではヌクレオポリンの過剰な O-GlcNAc 修飾が核輸送を活性化し、それに伴う様々な分子の局在異常が腫瘍進展を誘導する可能性を考えている。
本年度は中皮腫における過剰な O-GlcNAc 修飾による核輸送の活性化を検証するため、核輸送動態（特に核外輸送）を可視化・定量化するシステムの構築を行った。核外輸送動態を可視化するために、Optogenetics を利用した蛍光プローブを用いた。このプローブは、光刺激によって、核から細胞質に輸送される。光刺激後の核内プローブ輝度を経時的に測定することで、見かけの核外輸送速度を定量化できる仕組みである。プローブの最適化、光刺激条件をはじめとする種々の画像取得条件の検討、定量化システムの構築をABiS（先端バイオイメージング支援プラットフォーム）の支援を受けながら推進し、中皮腫における核外輸送動態の可視化・定量化に成功した。
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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
本年度はヌクレオポリン特異的に O-GlcNAc 修飾を誘導するシステムを利用した研究を予定していたが、前年度より計画を変更して、まずは研究代表者の仮説を検証するための核輸送動態の可視化・定量化システム構築を行っている。当初予定していた実験計画とは異なるものの、別のアプローチで目的を達成しようとしている。
また、ヌクレオポリン特異的に O-GlcNAc 修飾を誘導するシステムに関してもその構築に着手しており、総じて、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に構築した核外輸送動態の可視化・定量化システムを利用して、O-GlcNAc 修飾の有無と核外輸送速度との関連、さらに、核外輸送速度と細胞増殖能との関連について検証し、核輸送の脱制御が腫瘍進展に寄与するかを明らかにする。
また、選択的 O-GlcNAc 修飾システムの構築もすすめ、どのヌクレオポリンのO-GlcNAc修飾が核外輸送に大きく寄与するかなどを明らかにすることで、新規治療薬創出のための足掛かりとする。
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