遺伝薬理学的手法による抗癌剤作用機序の解析-新規動物細胞株ライブラリを用いて-

• 研究課題/領域番号: 18015026
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 園田 英一朗 京都大学, 医学研究科, 准教授 (50281093)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円); 2007年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円); 2006年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
• キーワード: プロテオゾーム / 2重鎖切断修復 / 抗がん剤 / SNP / Rad51 / XRCC2 / DT40 / 新規抗ガン剤 / プロテオソーム / 組換え修復 / ATM / MG132

研究概要

1)分子標的剤の作用機序の解析
a)細胞株パネルから代表的なDNA修復欠損株、今回2重鎖切断に特異的に欠損を示す、Rad54欠損、Brca2欠損、Ku70欠損株を用いて、プロテオゾーム阻害剤の作用点を同定した。細胞をプロテオゾーム阻害剤(ボルテオゾミブおよびラクトスタチン)で処理した後、放射線により2重鎖切断を誘導し、その修復速度をリン酸化ヒストンH2AXのフォーカスで調べると、未処理群に比べ処理群ではその修復速度が優位に低下していた。2重鎖切断基質を用いて組換え能を調べると、処理群ではRad依存性の相同組換え能が特異的に低下しており、Ku依存性の非相同組換え能は正常に保たれていた。さらに処理群では放射線照射後のRad51フォーカスの形成がほとんどみられなかった。一方、処理細胞でも2重鎖切断の初期に誘導されるリン酸化ATM、リン酸化H2AX、リン酸化SMC1集積は、放射線およびレーザー照射法にて正常に保たれており、一本鎖に集積するRPA、ATRの集積が処理細胞では低下していることがわかった。これらのことから、プロテオゾーム阻害剤の作用点は従来考えられていた、NK-kappaBを介する経路以外に、相同組換えを抑制することで殺細胞作用を発揮していることが示され、放射線治療とプロテオゾーム阻害剤の併用で相乗効果が期待できることが示唆された。
2)修復遺伝子SNPの機能評価
今回、相同組換えに関与するXRCC2, XRCC3, RAD51のCaucasianにみられるSNPを選び、それぞれXRCC2-/-, XRCC3-/-, RAD51-/-DT40細胞に導入し、抗ガン剤シスプラチンに対する感受性を野生型のそれと比較した。今回調べた3種類の相同組換えに関する遺伝子のSNPは、薬剤感受性に関して野生型とほぼ同様な機能を示した。興味深いことに、XRCC2のSNP(188His)シスプラチンに対して野生型よりさらに耐性を示した。これら変異を持つ個人は、シスプラチンによる化学療法に耐性を示す可能性があり、より高濃度での薬剤使用が可能ではないかと考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Interplay between DNA polymerases beta and lambda in repair of oxidation DNAdamage in chicken DT40 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tano, K., Nakamura, J., Asagoshi, K., Arakawa, H., Sonoda, E., Braithwaite, E.K., Prasad, R., Buerstedde, J.M., Takeda, S., Watanabe, M. and Wilson, S.H.
  • 雑誌名: DNA Repair 6 ページ: 869-875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cells deficient in the FANC/BRCA pathway are hypersensitive to plasma levels of formaldehyde. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ridpath, J. R., Nakamura, A., Tano, K., Luke, A. M., Sonoda, E., Arakawa, H., Buerstedde, J. M., Gillespie, D.A., Sale, J. E., Yamazoe, M., Bishop, D. K., Takata, M., Takeda, S., Watanabe, M., Swenherg. I. A. and Nakamura. I.
  • 雑誌名: Cancer Res 67 ページ: 11117-11122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitors of the proteasome suppress homologous DNA recombination in Mammalian cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Murakawa, Y., Sonoda, E., Barber, L. J., Zeng, W., Yokomori, K., Kimura, H., Niimi, A., Lehmann, A., Zhao, G. Y., Hochegger, H., Boulton, S. J. and Takeda, S.
  • 雑誌名: Cancer Res 67 ページ: 8536-8543
  • 査読あり
• [雑誌論文] An essential role for Cdkl in S phase control is revealed via chemical genetics in vertebrate cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hochegger, H., Dejsuphong, D., Sonoda, E., Saberi, A., Rajendra, E., Kirk, J., Hunt, T. and Takeda, S.
  • 雑誌名: J Cell Biol 178 ページ: 257-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone H1 variant, H1R is involved in DNA damage response. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, H., Sonoda, E., Takami, Y., Kimura, H., Nakayama, T., Tachibana, M., Takeda, S. and Shinkai, Y
  • 雑誌名: DNA Repair 6 ページ: 1584-1595
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collaborative roles of gammaH2AX and the Rad51 paralog Xrcc3 in homologous recombinational repair. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sonoda, E., Zhao, G.Y., Kohzaki, M., Dhar, P.K., Kikuchi, K., Redon, C., Pilch, D.R., Bonner, W.M., Nakano, A., Watanabe, M., Nakayama, T., et al.
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst) 6 ページ: 280-292
• [雑誌論文] A Critical Role for the Ubiquitin-Conjugating Enzyme Ubcl3 in Initiating Homologous Recombination. (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhao, G.Y., Sonoda, E., Barber, L.J., Oka, H., Murakawa, Y., Yamada, K., Ikura, T., Wang, X., Kobayashi, M., Yamamoto et al.
  • 雑誌名: Mol Cell 25 ページ: 663-675
• [雑誌論文] A naturally occurring genetic variant of human XRCC2 (R188H) confers increased resistance to cisplatin-induced DNA damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Danoy, P., Sonoda, E., Lathrop, M., Takeda, S., Matsuda, F.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 352 ページ: 763-768
• [学会発表] ユビキチン結合酵素UBC13の2重鎖切断修復における役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 園田 英一朗
  • 学会等名: 日本放射線影響学会
  • 発表場所: 千葉幕張
  • 年月日: 2007-11-16