抗菌ペプチドの抗腫瘍活性分子メカニズムおよび化学療法の効果増強作用の解明

• 研究課題/領域番号: 14J05415
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 腫瘍治療学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 黒田 健吾 東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 抗菌ペプチド / 大腸癌 / miRNA / microRNA / カセリシジン / 大腸癌細胞

研究実績の概要

前年度までに、大腸癌細胞であるHCT116は抗菌ペプチドで処理した際にmicroRNA (miRNA) であるmiR-663aが濃度依存的に増加する事を明らかにした。さらに、miR-663aの大腸癌細胞内での役割を明らかにするためにレンチウイルスベクターによるmiR-663a過剰発現株を作成した。本年度はmiR-663aがHCT116細胞に及ぼす影響を明らかにするための実験を行った。miR-663aを過剰に発現したHCT116細胞はベクター未導入の細胞およびコントロールベクターを導入した細胞に比べ、細胞老化の際に見られる細胞質の膨化が引き起こされていた。さらにmiR-663a強制発現によってHCT116の増殖は抑制され、その効果は免疫不全のヌードマウスによる異種移植モデルにおいても観察できた。
増殖抑制効果の詳細なメカニズムを明らかにする為に細胞周期を確認したところ、miR-663aの強制発現によってG2/M期における停止している細胞が多く見られた。細胞周期の調節は、非常に多くの因子によって複雑に制御されているが、G2/M期の調節に関与するp21の増加と非活性型のcdc2の割合の増加が観察された。更に、miR-663aの標的として考えられているケモカインレセプターCXCR4の発現を確認したところ、発現量が減少し、下流の活性型Aktの割合も減少していることが分かった。
これら一連の挙動の多くはmiR-663aを強制発現していないHCT116を抗菌ペプチドで処理していた際にも共通していたことから、本研究において抗菌ペプチドの大腸癌細胞に対する増殖抑制効果のメカニズムの一端にmiR-663aが関与する事を明らかに出来た。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] miR-663a regulates growth of colon cancer cells, after administration of antimicrobial peptides, by targeting CXCR4-p21 pathway (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuroda K, Fukuda T, Krstic-Demonacos M, Demonacos C, Okumura K, Isogai H, Hayashi M, Saito K, Isogai E
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: Jan 7;17(1):33 号: 1 ページ: 33-33
  • DOI: 10.1186/s12885-016-3003-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proliferation and Cell Cycle of Swine Fibroblast after Infection with Salmonella enterica (2016)
  • 著者名/発表者名: Masuda M, Guo Y, Kuroda K, Xu J, Yoneyama H, Fukuda T, Hango’mbe BM, Okuno K, Isogai E
  • 雑誌名: Advances in Microbiology 巻: 6 号: 13 ページ: 942-952
  • DOI: 10.4236/aim.2016.613088
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oxidative Stress and Breast Cancer Biomarkers: The case of the cytochrome P450 2E1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Singh S, Rajendran R, Kuroda K, Isogai E, Krstic-Demonacos M, Demonacos C
  • 雑誌名: Journal of Cancer Metastasis and Treatment 巻: 2 号: 7 ページ: 268-276
  • DOI: 10.20517/2394-4722.2016.42
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Establishment of an immortalized cell line derived from the prairie vole via lentivirus-mediated transduction of mutant cyclin-dependent kinase 4, cyclin D, and telomerase reverse transcriptase (2016)
  • 著者名/発表者名: Katayama M, Kiyono T, Horie K, Hirayama T, Eitsuka T, Kuroda K, Donai K, Hidema S, Nishimori K and Fukuda T
  • 雑誌名: Experimental Animals 巻: 65 号: 1 ページ: 87-96
  • DOI: 10.1538/expanim.15-0061
  • NAID: 130005125854
  • ISSN: 0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional structure and antimicrobial activity of persulcatusin, an antimicrobial peptide from the hard tick Ixodes persulcatus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi N, Saito T, Ohmura T, Kuroda K, Suita K, Ihara K, Isogai E.
  • 雑誌名: Parasit Vectors. 巻: - 号: 1
  • DOI: 10.1186/s13071-016-1360-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The human cathelicidin antimicrobial peptide LL-37 and mimics are potential anticancer drugs. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, K., OKumura, K., Isogai, H., Isogai, E.
  • 雑誌名: Front Oncol 巻: 5 ページ: 1-10
  • DOI: 10.3389/fonc.2015.00144
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Immortalization of fetal bovine colon epithelial cells by expression of human cyclin D1, mutant cyclin dependent kinase 4, and telomerase reverse transcriptase: An in vitro model for bacterial infection. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroda K, Kiyono T, Isogai E, Masuda M, Narita M, Fukuda T
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: - 号: 12 ページ: e0143473-e0143473
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0143473
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Leptospiral lipopolysaccharide stimulates the expression of toll-like receptor 2 and cytokines in pig fibroblasts (2015)
  • 著者名/発表者名: Guo Y, Fukuda T, Donai K, Kuroda K, Masuda M, Nakamura S, Yoneyama H, Isogai E
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 86(2) 号: 2 ページ: 238-244
  • DOI: 10.1111/asj.12254
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The effect of antibody against leptospiral lipopolysaccharide (L-LPS) on inhibition the interaction between L-LPS and toll-like receptor 2 in pig fibroblast cell line (2015)
  • 著者名/発表者名: Guo Y, Fukuda T, Nakamura S, Bai L, Kuroda K, Yoneyama H, Xu J, Tomioka R, Isogai E
  • 雑誌名: Asian-Australia J Anim Sci. 巻: 28(2) 号: 2 ページ: 273-279
  • DOI: 10.5713/ajas.14.0440
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Establishment of cell lines derived from the genus Macaca through controlled expression of cell cycle regulators (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroda K, Kiyono T, Eitsuka T, Isogai H, Takahashi K, Donai K, Isogai E, Fukuda T
  • 雑誌名: J Cell Biochem. 巻: 116 号: 2 ページ: 205-211
  • DOI: 10.1002/jcb.24963
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antimicrobial peptide FF/CAP18 induces apoptotic cell death in HCT116 colon cancer cells via changes in the metabolic profile (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroda K, Fukuda T, Isogai H, Kazuhiko Okumura, Krstic-Demonacos M, Isogai E
  • 雑誌名: Int J Oncol. 巻: 46(4) 号: 4 ページ: 1516-1526
  • DOI: 10.3892/ijo.2015.2887
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 腸内フローラ構成細菌を中心とした細菌による生体内除染 (2017)
  • 著者名/発表者名: 齋藤和輝、木野康志、黒田健吾、西村順子、関根 勉、福田智一、福本 学、山城秀昭、小林 仁、篠田 壽、西田典永、河野麻実子、磯貝恵美子
  • 学会等名: 第122回日本畜産学会総会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2017-03-19
• [学会発表] 抗菌ペプチドによって誘導される大腸癌細胞由来エクソソームの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林美和 黒田健吾 伊原航平 磯貝恵美子
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度京都大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Uptake of radioactive cesium by intestinal and probiotics bacteria (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Kuroda K, Sekine T, Fukumoto M, Kino Y, Fukuda T, Yamashiro H, Shinoda H, Isogai H, Kobayashi J, Nishimura J, Abe Y, Nishida T, Kouno M, Isogai E
  • 学会等名: The 14th International Symposium of Integrated Field Science
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-11-26
  • 国際学会
• [学会発表] The analogue human cathelicidin antimicrobial peptide is a potential anticancer drug (2016)
  • 著者名/発表者名: Kuroda K, Fukuda T, Isogai H, Okumura K, Demonacos KM, Isogai E
  • 学会等名: 21th World Congress on Advances in Oncology and 18th International Symposium on Molecular Medicine Athene
  • 発表場所: アテネ（ギリシャ）
  • 年月日: 2016-10-06
  • 国際学会
• [学会発表] Anti-cancer and anti-microbial activities of ellagitannin oligomers from Punica granatum (2016)
  • 著者名/発表者名: Ide A, Kuroda K, Hayashi M, Saito K, Iwaya T, Nishida N, Kohno M, Ito H, Isogai E
  • 学会等名: 21th World Congress on Advances in Oncology and 18th International Symposium on Molecular Medicine Athene
  • 発表場所: アテネ（ギリシャ）
  • 年月日: 2016-10-06
  • 国際学会
• [学会発表] Effective activity of synthetic antimicrobial peptides to antibiotic resistant Staphylococcus aureus (2016)
  • 著者名/発表者名: Isogai E, Miyoshi N, Morozumi I, Kuroda K, Ihara K, Narita M, Isogai H, Hiramatsu K, Sasaki T
  • 学会等名: 21th World Congress on Advances in Oncology and 18th International Symposium on Molecular Medicine Athene
  • 発表場所: アテネ（ギリシャ）
  • 年月日: 2016-10-06
  • 国際学会
• [学会発表] プロバイオティクス細菌による新たな生体内除染方法の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤和輝、黒田健吾、関根 勉、福田智一、木野康志、福本 学、山城秀昭、小林 仁、篠田 壽、西村順子、西田典永、河野麻実子、磯貝恵美子
  • 学会等名: 第70回日本細菌学会東北支部総会
  • 発表場所: 北里大学（青森県十和田市）
  • 年月日: 2016-08-18
• [学会発表] Immortalization of Fetal Bovine Colon Epithelial Cells by Expression of Human Cyclin D1, Mutant CDK4, and TERT (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒田 健吾、清野 透、磯貝 恵美子、増田 みずき、成田 萌、奥野 克哉、小柳 友佳子、福田 智一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市白石区)
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] MicroRNA array analysis in colon cancer cells treated with antimicrobial peptides (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroda K, Fukuda T, Isogai H, Okumura K, Isogai E
  • 学会等名: 20th World Congress on Advances in Oncology and 18th International Symposium on Molecular Medicine
  • 発表場所: Metropolitan Hotel, Athens, Greece
  • 年月日: 2015-10-08
  • 国際学会
• [学会発表] Uptake of radioactive cesium by the major member of intestinal flora, genus Bifidobacterium, Lactobacillus, Clostridium, and Bacteroides. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroda K, Suzuki R, Sekine T, Fukumoto M, Fukuda T, Isogai E.
  • 学会等名: 15th International Congress of Radiation Research (ICRR2015)
  • 発表場所: 京都国際会館 (京都市左京区)
  • 年月日: 2015-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] Cell proliferation and inhibition of apoptosis by Salmonella infection on swine fibroblast (2014)
  • 著者名/発表者名: Masuda M, Guo Y, Kuroda K, Fukuda T, Yoneyama Y, Isogai E
  • 学会等名: 12th Epidemiology and Evolutionary Genetics of Infectious Diseases
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-13
• [学会発表] Antimicrobial activity of synthetic antimicrobial peptide from taiga tick, Ixodes persulcatus (persulcatusin) against Staphylococcus aureus (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi N, Kuroda K, Mizuki M, Suita K, Yoneyama H, Ando T, Isogai E
  • 学会等名: 12th Epidemiology and Evolutionary Genetics of Infectious Diseases
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-13
• [学会発表] Metabolites variation in colon cancer cell line HCT116 treated with antimicrobial peptide FF/CAP18 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuroda K, Fukuda T, Isogai H, Okumura K, Isogai E
  • 学会等名: 19th World Congress on Advances in Oncology and 17th International Symposium on Molecular Medicine
  • 発表場所: Athens, Greece
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-11
• [学会発表] マダニ由来抗菌ペプチドpersulcatusinの構造と活性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三好就英、斉藤 丈、大村忠弘、黒田健吾、増田みづ紀、吹田一将、米山 裕、安藤太助、磯貝 浩、磯貝恵美子
  • 学会等名: 日本細菌学会東北支部会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-08-20 – 2014-08-21
• [学会発表] Elucidation of metabolic pathways for the colon cancer cell line HCT116 treated with antimicrobial peptide FF/CAP18 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuroda K, Fukuda T, Isogai H, Okumura K, Isogai E
  • 学会等名: FOURTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANTIMICROBIAL PEPTIDES
  • 発表場所: Lorient, France
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06