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がん細胞における低酸素応答機構と抗酸化機構の相互作用: 放射線抵抗性の理解と克服

研究課題

研究課題/領域番号 17H04261
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線科学
研究機関京都大学

研究代表者

原田 浩  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (80362531)

研究分担者 子安 翔  京都大学, 生命科学研究科, 招へい研究員 (80781913)
小林 稔  京都大学, 放射線生物研究センター, 特定研究員 (40644894)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードがん / 低酸素応答 / 抗酸化能 / 放射線抵抗性 / 血中マーカー
研究成果の概要

低酸素環境下でがん細胞は放射線抵抗性を獲得する。その生物学的機序を解明し、新たな治療戦略を確立するために、細胞の低酸素応答と抗酸化能の誘導を介在する新規遺伝子に注目し、研究を実施した。そして、当該遺伝子の発現がHIF-1αおよびHIF-2α非依存的、しかしHIF-1β依存的な機序で誘導されること、また、その遺伝子産物が細胞外に分泌されることを見出した。また当該遺伝子産物がオートクリンに作用して放射線照射後のDNA二重鎖切断数を有意に減少させ、がん細胞の放射線抵抗性を誘導することを確認した。また、当該遺伝子産物の血中濃度を指標に、腫瘍低酸素の量をモニターする系を確立できる可能性を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で研究代表者らは、「細胞の低酸素応答機構」と「細胞の抗酸化能亢進機構」を介在する機能を持つ可能性を見出していた新規遺伝子に着目して、in vitroとin vivoの研究を展開した。そして、当該遺伝子産物の機能を抑制することによって、放射線治療効果を増感できることが確認された。また、当該遺伝子産物の血中濃度を指標に、腫瘍内低酸素の量をモニターできる可能性が示された。本研究により、放射線治療効果の増強と、腫瘍低酸素のモニターを可能とする手法を確立する礎が築かれた。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 8件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 7件、 招待講演 31件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] オックスフォード大学/インペリアルカレッジ・ロンドン(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Disturbance in the regulation of miR 17-92 cluster on HIF-1-α expression contributes to clinically relevant radioresistant cells: an in vitro study2020

    • 著者名/発表者名
      Roudkenar MH, Fukumoto M, Roushandeh AM, Kuwahra Y, Uroshihara Y, Harada H, Fukumoto M
    • 雑誌名

      Cytotechnology

      巻: 72 ページ: 141-153

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ubiquitin carboxyl‐terminal hydrolase L1 promotes hypoxia‐inducible factor 1‐dependent tumor cell malignancy in spheroid models2019

    • 著者名/発表者名
      Li Xuebing、Hattori Akira、Takahashi Senye、Goto Yoko、Harada Hiroshi、Kakeya Hideaki
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 111 号: 1 ページ: 239-252

    • DOI

      10.1111/cas.14236

    • NAID

      120006848248

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Increased 14C-acetate accumulation in IDH-mutated human glioblastoma: implications for detecting IDH-mutated glioblastoma with 11C-acetate PET imaging.2019

    • 著者名/発表者名
      Koyasu S, Shimizu Y, Morinibu A, Saga T, Nakamoto Y, Togashi K, Harada H
    • 雑誌名

      J Neurooncol

      巻: 145 ページ: 441-447

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HIF-1-Dependent Reprogramming of Glucose Metabolic Pathway of Cancer Cells and Its Therapeutic Significance2019

    • 著者名/発表者名
      Nagao Ayako、Kobayashi Minoru、Koyasu Sho、Chow Christalle C. T.、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 号: 2 ページ: 238-238

    • DOI

      10.3390/ijms20020238

    • NAID

      120006778264

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulatory mechanisms of hypoxia-inducible factor 1 activity: Two decades of knowledge2018

    • 著者名/発表者名
      Koyasu Sho、Kobayashi Minoru、Goto Yoko、Hiraoka Masahiro、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 109 号: 3 ページ: 560-571

    • DOI

      10.1111/cas.13483

    • NAID

      120006454672

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] HIF-1 maintains a functional relationship between pancreatic cancer cells and stromal fibroblasts by upregulating expression and secretion of Sonic hedgehog2018

    • 著者名/発表者名
      Katagiri Tomohiro、Kobayashi Minoru、Yoshimura Michio、Morinibu Akiyo、Itasaka Satoshi、Hiraoka Masahiro、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 9 号: 12 ページ: 10525-10535

    • DOI

      10.18632/oncotarget.24156

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A circadian clock gene, PER2, activates HIF-1 as an effector molecule for recruitment of HIF-1α to promoter regions of its downstream genes2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Minoru、Morinibu Akiyo、Koyasu Sho、Goto Yoko、Hiraoka Masahiro、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 284 号: 22 ページ: 3804-3816

    • DOI

      10.1111/febs.14280

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The emerging roles of the ubiquitination/deubiquitination system in tumor radioresistance regarding DNA damage responses, cell cycle regulation, hypoxic responses, and antioxidant properties: Insight into the development of novel radiosensitizing strategies2017

    • 著者名/発表者名
      Goto Yoko、Koyasu Sho、Kobayashi Minoru、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis

      巻: 803-805 ページ: 76-81

    • DOI

      10.1016/j.mrfmmm.2017.07.007

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] UCHL1-HIF-1 axis-mediated antioxidant property of cancer cells as a therapeutic target for radiosensitization2017

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Ryota、Goto Yoko、Koyasu Sho、Kobayashi Minoru、Morinibu Akiyo、Yoshimura Michio、Hiraoka Masahiro、Hammond Ester M.、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 6879-6879

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06605-1

    • NAID

      120006355750

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] pH-Responsive near-infrared fluorescent cyanine dyes for molecular imaging based on pH sensing2017

    • 著者名/発表者名
      Miki Koji、Kojima Kentaro、Oride Kazuaki、Harada Hiroshi、Morinibu Akiyo、Ohe Kouichi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 55 ページ: 7792-7795

    • DOI

      10.1039/c7cc03035e

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HIF-1-mediated suppression of mitochondria electron transport chain function confers resistance to lidocaine-induced cell death2017

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Akihisa、Sumi Chisato、Tanaka Hiromasa、Kusunoki Munenori、Iwai Teppei、Nishi Kenichiro、Matsuo Yoshiyuki、Harada Hiroshi、Takenaga Keizo、Bono Hidemasa、Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 3816-3816

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03980-7

    • NAID

      120006364104

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] HIF-1とがんの代謝2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 35 ページ: 1586-1592

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] がん特異的グルコース代謝経路による放射線抵抗性と放射線治療増感への展開2017

    • 著者名/発表者名
      後藤容子、中島良太、原田浩
    • 雑誌名

      放射線生物研究

      巻: 52 ページ: 416-425

    • NAID

      40021362518

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低酸素と放射線の関わり2020

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第10回日本放射線腫瘍学会(JASTRO)放射線生物学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線腫瘍学における低酸素バイオロジー2020

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      京都放射線腫瘍研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A link between activation of HIF-1 and defect in p53 in malignantprogression of cancers2019

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      International Seminar on Stress Medicine and PrecisionHealthcare; from Hypoxia and DNA Damage Response to Therapeutic Intervention, National Taiwan University
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規HIF-1活性化因子の発現スクリーニングで明らかになったHIF-1活性制御機構.2019

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Radioresistance of hypoxic tumor cells; Lessons from hypoxiaand HIF-1 biology.2019

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      The 3rd isRTB. Suzhou, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 低酸素・腫瘍生物学研究で迫る癌治療増感.2019

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線治療効果の増強につなげる腫瘍生物学・低酸素生物学研究.2019

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第57回日本癌治療学会学術集会.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tumor hypoxia; its influences on malignant progression and therapyresistance of cancer cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      Special Seminar in Kobe University GraduateSchool of Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A link between HIF-1 and defect in p53 under hypoxic stress.Core Sumposium 1: Microenvironmental Stress2019

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      The 78th Annual Meeting ofJapanese Cancer Association
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 低酸素がん細胞の治療抵抗性と再発を担う能動的休眠制御.2019

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会. 横浜
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Radioresistance of hypoxic tumor cells; Lessons from hypoxia& HIF-1 biology and beyond.2019

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      The 16th International Congress of RadiationResearch 2019 (ICRR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functions of HIF-1 in tumor hypoxia and beyond.2018

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      Bio-Group Symposium 2018. Taipei.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 低酸素/HIF-1バイオロジーを基軸とする放射線腫瘍生物学研究 -放生研の研究プラットフォームを交えて-.2018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第61回日本放射線影響学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腫瘍低酸素に係る基礎研究と臨床応用2018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第31回日本放射線腫瘍学会.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HIF-1 and Tumor Progression.2018

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      The 24th Conference of International Union of Biochemistry and Molecular Biology. Seoul.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] HIF-1 in tumor hypoxia and beyond.2018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第24回国際癌治療増感研究会学術大会.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 照準を合わせろ! がんに対する放射線治療の現状と課題2018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第13回京都大学附置研究所・センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hypoxic Microenvironments in Malignant Solid Tumors2018

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      International Mini-symposium on Organs under Stress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がん・低酸素・HIF-12018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      国立京都医療センター臨床研究センター特別講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腫瘍内微小環境と放射線感受性・抵抗性2018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      JASTRO第8回放射線生物学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞の低酸素応答を担う新規遺伝子の作用機序と機能2018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がんに対する放射線治療の現状・課題・私たちの取り組み;低酸素バイオロジーの視点から2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      富山大学医歯薬総合研究科特別講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] How can we overcome tumor radioresistance; lessons from hypoxia biology2017

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      The 1st isRTB
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がんに対する放射線治療の現状と課題2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      知の拠点セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Radioresistance of Cancer Cells; Lessons from HIF-1 Biology2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      放射線生物学セミナー in Gifu
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HIF-1バイオロジーで迫るがんの放射線抵抗性2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      若手放射線生物研究専門研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HIF-1の生物学:基礎研究から創薬研究への展開2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      新規分子標的治療薬創薬に向けた大学発ベンチャー基盤の確立シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がんの悪性進展と治療抵抗性を担うHIF-1を中心とする遺伝子ネットワーク2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第5回低酸素研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がん細胞のグルコース代謝2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第19回京都大学大学院生命科学研究科シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tumor hypoxia; an imaging and therapeutic target of interest for innovative radiation therapy2017

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      The 3rd Bordeaux-Kyoto Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 悪性固形腫瘍内の低酸素環境 -放射線生物学の視点から-2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会 第46回 放射線による制癌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 京都大学大学院 生命科学研究科 がん細胞生物学(原田研究室)ホームページ

    • URL

      http://www.rbc.kyoto-u.ac.jp/cancer_biology/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 京都大学大学院 生命科学研究科 がん細胞生物学分野ホームページ

    • URL

      http://www.rbc.kyoto-u.ac.jp/cancer_biology/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] http://www.rbc.kyoto-u.ac.jp/cancer_biology/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 低酸素バイオマーカー及びその利用2021

    • 発明者名
      諏訪達也、小林稔、原田浩
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-108196
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 外国
  • [学会・シンポジウム開催] The 33rd International Symposium of Radiation Biology Center, Kyoto University.2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-03-30  

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