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放射線耐性は膜の状態によって規定されるか?-臨床的治療耐性細胞によるアプローチ-

研究課題

研究課題/領域番号 18K09772
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分57060:外科系歯学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

高 裕子  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (10816119)

研究分担者 桑原 義和  東北医科薬科大学, 医学部, 准教授 (00392225)
佐藤 友昭  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (10284887)
並河 英紀  山形大学, 理学部, 教授 (30372262)
西谷 佳浩  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (60325123)
富田 和男  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 講師 (60347094)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード過酸化水素 / がん / 酸化ストレス / 細胞死 / アクアポリン / 鉄 / ミトコンドリア / 細胞膜 / 腫瘍 / 放射線耐性 / 活性酸素
研究成果の概要

放射線に感受性であるミトコンドリアDNAを欠損したρ0細胞と、逆に抵抗性である臨床的放射線耐性細胞(CRR細胞)の過酸化水素(H2O2)応答について、細胞膜状態と鉄動態に着目し解析を行った。ρ0細胞では、H2O2処理により細胞膜チャネルであるアクアポリン(AQP)発現が増加することで、細胞膜の過酸化水素透過性が亢進し、2価鉄量が増大することからフェントン反応による細胞内の活性酸素種が増加し、細胞膜脂質の過酸化による細胞死が惹起された。一方、CRR細胞では、AQPの発現と2価鉄量が少ないためH2O2処理による活性酸素種の発生が少なく、細胞死が起きにくいことが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、ストレスに感受性を示すρ0細胞と抵抗性を示すCRR細胞を用いた解析を行い、酸化ストレス抵抗性に、細胞膜上のアクアポリン(AQP)、細胞内鉄動態、ミトコンドリア動態が関係することを明らかにした。今回得られた結果を踏まえ、今後、AQP発現量、細胞内鉄動態、ミトコンドリア機能をコントロールするような薬物を投与することにより、抗がん剤の治療効果を飛躍的に高める事が期待できる。現在日本では、死ぬまでに2人に1人ががんに罹患するといわれており、本研究により、私たち国民にとって身近ながんの撲滅に向け、この様な重要な知見が得られたことは、社会的にも大きな意義があると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Mitochondrial dysfunction promotes aquaporin expression that controls hydrogen peroxide permeability and ferroptosis.2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Y, Tomita K, Kuwahara Y, Roudkenar MH, Roushandeh AM, Igarashi K, Nagasawa T, Nishitani Y, Sato T.
    • 雑誌名

      Free Radical Biology & Medicine

      巻: 161 ページ: 60-70

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2020.09.027

    • 関連する報告書
      2020 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] Lipid peroxidation increases hydrogen peroxide permeability leading to cell death in cancer cell lines that lack mtDNA2019

    • 著者名/発表者名
      Tomita Kazuo、Takashi Yuko、Ouchi Yuya、Kuwahara Yoshikazu、Igarashi Kento、Nagasawa Taisuke、Nabika Hideki、Kurimasa Akihiro、Fukumoto Manabu、Nishitani Yoshihiro、Sato Tomoaki
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 110 号: 9 ページ: 2856-2866

    • DOI

      10.1111/cas.14132

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 細胞膜鉄動態と酸化ストレス抵抗性2019

    • 著者名/発表者名
      富田 和男, 桑原 義和, 五十嵐 健人, 高 裕子, 長澤 大成, 山西 沙祐里, 西谷 佳浩, 漆原 佑介, 宮脇 正一, 栗政 明弘, 福本 学, 佐藤 友昭
    • 雑誌名

      東北医科薬科大学研究誌

      巻: 66 ページ: 25-31

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Data on the aquaporin gene expression differences among ρ0, clinically relevant radioresistant, and the parental cells of human cervical cancer and human tongue squamous cell carcinoma.2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Takashi, Kazuo Tomita, Yoshikazu Kuwahara, Hideki Nabika, Kento Igarashi, Taisuke Nagasawa, Akihiro Kurimasa, Manabu Fukumoto, Yoshihiro Nishitani, Tomoaki Sato
    • 雑誌名

      Data in Brief

      巻: 20 ページ: 402-410

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Clinically relevant radioresistant cells exhibit resistance to H2O2 by decreasing internal H2O2 and lipid peroxidation.2018

    • 著者名/発表者名
      Tomita K, Kuwahara Y, Takashi Y, Igarashi K, Nagasawa T, Nabika H, Kurimasa A, Fukumoto M, Nishitani Y, Sato T.
    • 雑誌名

      Tumour Biol.

      巻: 40(9) 号: 9 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1177/1010428318799250

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ストレス誘導性細胞死に対するアクアポリンの関与2020

    • 著者名/発表者名
      髙 裕子, 宮下桂子, 達山祥子, 星加知宏, 西谷佳浩
    • 学会等名
      第152回日本歯科保存学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Mitochondrial dysfunction enhances hydrogen peroxide-induced ferroptosis by up-regulating the expression of aquaporin3, 5, and 82020

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Tomita, Yuko Takashi, Kento Igarashi, Yoshihiro Nishitani, Tomoaki Sato
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ALOXによる酸化ストレス抵抗性制御2020

    • 著者名/発表者名
      富田 和男, 桑原 義和, 鳥居 征司, 五十嵐 健人, 髙 裕子, 長澤 大成, 田中 康一, 北中 純一, 北中 順惠, 栗政 明弘, 西谷 佳浩, 西山 信好, 竹村 基彦, 佐藤 友昭
    • 学会等名
      第73回日本薬理学会西南部会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 酸化ストレス誘導性がん細胞死はミトコンドリアによるアクアポリン発現制御を介したフェロトーシスである2020

    • 著者名/発表者名
      髙 裕子
    • 学会等名
      第13回鹿児島大学大学院医歯学総合研究科口腔先端科学教育研究センター歯系研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CRR細胞の酸化ストレス抵抗性に対する細胞内遊離鉄の関与2020

    • 著者名/発表者名
      富田 和男, 桑原 義和, 五十嵐健人, 髙 裕子, 長澤 大成, 山西 沙祐里, 田中 康一, 北中 純一, 北中 順惠, 栗政 明弘, 宮脇 正一, 西谷 佳浩, 西山 信好, 竹村 基彦, 福本 学, 佐藤 友昭
    • 学会等名
      第93 回日本薬理学会年会 (誌上開催)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] miR-7-5pは細胞内Fe2+抑制を介して放射線抵抗性を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      富田 和男, 桑原 義和, 五十嵐 健人, 髙 裕子, 長澤 大成, 山西 沙祐里, 漆原 佑介, 宮脇 正一, 栗政 明弘, 西谷 佳浩, 福本 学, 佐藤 友昭
    • 学会等名
      第21回応用薬理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ALOXs control lipid peroxidation and H2O2 intake in ρ0 cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Tomita, Yuko Takashi, Kent Igarashi, Yoshihiro Nishitani, Tomoaki Sato
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 過酸化水素処理によるρ0細胞細胞死はAQP3と鉄イオンが関与する2019

    • 著者名/発表者名
      髙 裕子, 富田 和男, 桑原 義和, 五十嵐 健人, 長澤 大成, 田中 康一, 北中 純一, 北中 順惠, 栗政 明弘, 西谷 佳浩, 西山 信好, 竹村 基彦, 佐藤 友昭
    • 学会等名
      第72回日本薬理学会西南部会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ρ0細胞における酸化ストレス誘導死はAktシグナルを介する2019

    • 著者名/発表者名
      富田 和男, 桑原 義和, 髙 裕子, 五十嵐 健人, 長澤 大成, 並河 英紀, 田中 康一, 北中 純一, 北中 順惠, 栗政 明弘, 西谷 佳浩, 西山 信好, 竹村 基彦, 福本 学, 佐藤 友昭
    • 学会等名
      第72回日本薬理学会西南部会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 過酸化水素処理によるがん細胞死における鉄イオンとアクアポリンの関係2019

    • 著者名/発表者名
      髙 裕子
    • 学会等名
      第12回鹿児島大学大学院医歯学総合研究科口腔先端科学教育研究センター歯系研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Sensitivity for hydrogen peroxide in ρ0 cells and involvement of membrane status2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Takashi, Kazuo Tomita , Yoshikazu Kuwahara , Sayuri Yamanishi ,Hideki Nabika,  Koh-ichi Tanaka , Junichi Kitanaka , Nobue Kitanaka , Motohiko Takemura , Nobuyoshi Nishiyama , Shouichi Miyawaki , Yoshihiro Nishitani , Tomoaki Sato
    • 学会等名
      WCP2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of oxidative stress response in clinically relevant radioresistant cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Tomita , Yoshikazu Kuwahara , Yuko Takashi, Sayuri Yamanishi ,Hideki Nabika,  Koh-ichi Tanaka , Junichi Kitanaka , Nobue Kitanaka , Motohiko Takemura , Nobuyoshi Nishiyama , Shouichi Miyawaki ,Manabu Fukumoto , Yoshihiro Nishitani , Akihiro Kurimasa, Tomoaki Sato
    • 学会等名
      WCP2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neonatal maternal separation delays the GABA excitatory-to-inhibitory functional switch by inhibiting KCC2 expression and induces developmental disorders-like behaviors in mice2018

    • 著者名/発表者名
      Minami Furukawa, Takao Tsukahara, Sayuri Yamanishi, Kazuo Tomita, Yuko Takashi, Koh-ichi Tanaka, Junichi Kitanaka, Nobue Kitanaka, Motohiko Takemura, Nobuyoshi Nishiyama, Yoshihiro Nishitani, Shouichi Miyawaki, Tomoaki Sato
    • 学会等名
      WCP2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitivity for hydrogen peroxide in ρ0 cells and involvement of membrane statu2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Takashi, Kazuo Tomita, Kento Igarashi, Yoshihiro Nishitani, Tomoaki Sat
    • 学会等名
      第60 回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of oxidative stress response in clinically relevant radioresistant cell2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Tomita, Yuko Takashi, Kento Igarashi, Yoshihiro Nishitani, Tomoaki Sato
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 過酸化水素処理におけるρ0細胞の膜状態変化とアクアポリン 3, 8, 9 の発現2018

    • 著者名/発表者名
      髙 裕子、富田 和男、桑原 義和、五十嵐 健人、長澤 大成、並河 英紀、田中 康一、西谷 佳浩、西山 信好、佐藤 友昭
    • 学会等名
      第71 回日本薬理学会西南部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞膜酸化状態はがんの治療耐性を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      富田 和男、桑原 義和、髙 裕子、五十嵐 健人、長澤 大成、並河 英紀、田中 康一、北中 純一、北中 順惠、栗政 明弘、西谷 佳浩、西山 信好、竹村 基彦、福本 学、 佐藤 友昭
    • 学会等名
      第71 回日本薬理学会西南部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CRR細胞における過酸化水素耐性機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      富田 和男、桑原 義和、髙 裕子、五十嵐 健人、長澤 大成、山西 沙祐里、大内 裕也、並河 英紀、田中 康一、北中 純一、北中 順惠、漆原 佑介、宮脇 正一、栗政 明弘、西谷 佳浩、福本 学、佐藤 友昭
    • 学会等名
      第20回 応用薬理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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