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PIPを用いた変異mtDNAを標的とする選択的がん増殖抑制の検討

研究課題

研究課題/領域番号 19K07408
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49010:病態医化学関連
研究機関千葉県がんセンター(研究所)

研究代表者

越川 信子  千葉県がんセンター(研究所), がん先進治療開発研究室, 主任上席研究員 (90260249)

研究分担者 竹永 啓三  千葉県がんセンター(研究所), がん先進治療開発研究室, 特任研究員 (80260256)
永瀬 浩喜  千葉県がんセンター(研究所), がん遺伝創薬研究室, 研究所長 (90322073)
渡部 隆義  千葉県がんセンター(研究所), がん研究開発グループ, 研究員 (60526060)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードmtDNA / PIP-TPP / 肺がん / 子宮がん / 病原性mtDNA変異 / 子宮癌 / SNP / PI polyamide / Triphenylphosphonium / mutated mtDNA / cancer / malignancy / PIポリアミド / TPP / がん増殖抑制 / 変異mtDNA
研究開始時の研究の概要

癌では、その特異性を標的として治療を行うことが、副作用の軽減に重要である。ヒト肺癌、大腸癌の原発巣と転移巣におけるmtDNAにコードされる呼吸鎖複合体関連遺伝子で、原発巣よりも転移巣でmtDNA変異率が高いことが認められた。この結果は、癌の悪性度とmtDNAの変異に相関関係があることを示唆している。そこで、癌で認められるmtDNA変異を標的として、遺伝子発現抑制剤を作成すれば、癌の悪性化を抑制し、癌の縮小が望めると想定した。我々はDNAに結合するPIPを研究している。このPIPをmtDNA変異配列に対して合成し、その複製抑制、遺伝子発現の抑制により癌の増殖抑制に繋がると考え、研究を進めている。

研究成果の概要

我々は、癌細胞に認められる変異ミトコンドリアDNA(mtDNA)を標的としたPIP-TPPを用いて、がん細胞の選択的増殖抑制を目指している。今回標的としたのは肺がんと子宮がんである。ヒト肺癌由来細胞A549では短鎖型PIP-TPPで、A549細胞に老化を誘導した。さらに抗アポトーシス因子の同時投与でがん細胞の増殖を抑制した。また、子宮頸がん由来培養細胞HeLa他、いくつかの癌で認められる、ホモプラスミック変異mtDNAに対して、PIP-TPPを合成した。HeLa細胞、患者由来オルガノイドでは、in vitro, in vivoでPIP-TPP投与によってがん細胞が特異的に増殖抑制が認められた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

癌治療法は、日々進歩しているが、多くの場合完治が困難である。また、抗がん剤治療などでは副作用の問題が無くならない。さらに、転移が起こるか否かの問題は、払拭されない。我々は、mtDNAの変異部位を標的としてPIP-TPPを合成し、特異的変異mtDNAを持つ細胞の増殖を抑制する事を肺がん細胞・子宮がん細胞において確認した。さらに、正常細胞には影響がないことを見出した。今までの研究から、転移巣において、変異mtDNAの存在率が上昇していることから、PIP-TPPが転移巣の増殖抑制にも効果があると推測される。このように、PIP-TPPは現在の癌治療の持つ問題点を解消する一助となると推察する。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Anticancer effect of a pyrrole‐imidazole polyamide‐triphenylphosphonium conjugate selectively targeting a common mitochondrial DNA cancer risk variant in cervical cancer cells2022

    • 著者名/発表者名
      Yao Jihang、Takenaga Keizo、Koshikawa Nobuko、Kida Yuki、Lin Jason、Watanabe Takayoshi、Maru Yoshiaki、Hippo Yoshitaka、Yamamoto Seigi、Zhu Yuyan、Nagase Hiroki
    • 雑誌名

      International Journal of Cancer

      巻: 152 号: 5 ページ: 962-976

    • DOI

      10.1002/ijc.34319

    • 関連する報告書
      2022 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] Suppression of NSCLC A549 tumor growth by a mtDNA mutation‐targeting pyrrole‐imidazole polyamide‐TPP and a senolytic drug2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Kohei、Kida Yuki、Koshikawa Nobuko、Yamamoto Seigi、Shinozaki Yoshinao、Watanabe Takayoshi、Lin Jason、Nagase Hiroki、Takenaga Keizo
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: - 号: 4 ページ: 1321-1337

    • DOI

      10.1111/cas.15290

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A PI polyamide-TPP conjugate targeting a mtDNA mutation induces cell death of cancer cells with the mutation2021

    • 著者名/発表者名
      N.Koshikawa N.Yasui Y.Kida Y.Shinozaki K.Tsuji T.Watanabe K.Takenag H.Nagase
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 未 号: 6 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1111/cas.14912

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MCT4 is induced by metastasis-enhancing pathogenic mitochondrial NADH dehydrogenase gene mutations and can be a therapeutic target2021

    • 著者名/発表者名
      Takenaga Keizo、Koshikawa Nobuko、Akimoto Miho、Tatsumi Yasutoshi、Lin Jason、Itami Makiko、Nagase Hiroki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 13302

    • DOI

      10.1038/s41598-021-92772-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A linear five-ring pyrrole-imidazole polyamide-triphenylphosphonium conjugate targeting a mitochondrial DNA mutation efficiently induces apoptosis of HeLa cybrid cells carrying the mutation2021

    • 著者名/発表者名
      Koshikawa Nobuko、Kida Yuki、Yasui Nanami、Shinozaki Yoshinao、Tsuji Kohei、Watanabe Takayoshi、Lin Jason、Yamamoto Seigi、Takenaga Keizo、Nagase Hiroki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 576 ページ: 93-99

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.08.088

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondria: Endosymbiont bacteria DNA sequence as a target against cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Nagase Hiroki、Watanabe Takayoshi、Koshikawa Nobuko、Yamamoto Seigi、Takenaga Keizo、Lin Jason
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 112 号: 12 ページ: 4834-4843

    • DOI

      10.1111/cas.15143

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intercellular transfer of mitochondrial DNA carrying metastasis-enhancing pathogenic mutations from high- to low-metastatic tumor cells and stromal cells via extracellular vesicles2021

    • 著者名/発表者名
      Takenaga Keizo、Koshikawa Nobuko、Nagase Hiroki
    • 雑誌名

      BMC Molecular and Cell Biology

      巻: 22 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1186/s12860-021-00391-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] DNAジャイレース阻害剤ーTPP複合体によるmtDNA複製阻害を介した癌細胞の細胞死の誘導2022

    • 著者名/発表者名
      喬いく銘、木田裕貴、越川信子、竹永啓三
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 変異mtDNA標的PIP-TPPとBcl-xL阻害剤の併用による非小細胞肺癌A549腫瘍のSenotherapy2021

    • 著者名/発表者名
      山本清義、辻航平、越川信子、木田裕貴、渡辺隆義、リン ジェイソン、竹永啓三、永瀬浩喜
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAジャイレース阻害剤ーTPP複合体によるmtDNA複製阻害を介した癌細胞のアポトーシスの誘導2021

    • 著者名/発表者名
      喬いく銘、木田裕貴、越川信子、竹永啓三、永瀬浩喜
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of Cancer Genome-wide Binding of Pyrrole-Imidazole Polyamide-Vorinostat Conjugates by Machine Learning2021

    • 著者名/発表者名
      J. Lin, I.Hosoya, S. Sakuma, Y, Kida, T, Watanabe, S. Yamamoto, A. Takatori, N. Koshikawa, H. Nagase
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 非小細胞肺癌を標的とした変異mtDNA標的PIP-TPPとBcl-xL阻害剤の併用療法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      山本清義、越川信子、木田裕貴、渡部隆義、Lin Jason、竹永啓三、永瀬浩喜
    • 学会等名
      先端モデル動物支援 若手支援技術講習会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 変異mtDNA標的PIP-TPPとBcl-xL阻害剤の併用による非小細胞肺癌A549腫瘍のSenotherapy2021

    • 著者名/発表者名
      山本清義、越川信子、木田裕貴、渡部隆義、Lin Jason、竹永啓三、永瀬浩喜
    • 学会等名
      第80回 日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアDNA変異を標的にした薬剤候補によるがん細胞老化、細胞死、老化細胞除去誘導2020

    • 著者名/発表者名
      永瀬浩喜、越川信子、山本清義、辻航平、木田裕貴、竹永啓三
    • 学会等名
      日本癌学会学術総会(第79回)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] mtDNAを標的としたPIポリアミド-TPPによるA549肺がん細胞の細胞老化と老化細胞除去の誘導2020

    • 著者名/発表者名
      辻 航平、竹永 啓三、木田 裕貴、越川 信子、永瀬 浩喜
    • 学会等名
      日本癌学会学術総会(第79回)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A strategy for therapeutic targeting in pathological cells with mutant mitochondrial DNA using mitochondria targeted minor grove binders2019

    • 著者名/発表者名
      Nagase H, Koshikawa N et al
    • 学会等名
      ASGCT 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 肺癌における転移促進性mtDNA ND遺伝子変異による乳酸トランスポーターMCT4の特異的発現促進2019

    • 著者名/発表者名
      竹永啓三、越川信子、永瀬浩喜
    • 学会等名
      第28回日本癌病態治療研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 肺癌における転移促進性mtDNA ND遺伝子変異による乳酸トランスポーターMCT4の特異的発現促進2019

    • 著者名/発表者名
      越川信子、竹永啓三、永瀬浩喜
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] mtDNA変異を標的にした修飾PIポリアミドによるROS産生亢進と細胞増殖の抑制2019

    • 著者名/発表者名
      佐久間誠、辻航平、渡部隆義、越川信子、竹永啓三、永瀬浩喜
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Retardation of Tumor cell growth by PI polyamide-drug conjugates targeting mtDNA mutation2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Koshikawa, Kohei Tsuji, Keizo Takenaga, Hiroki Nagase
    • 学会等名
      The 24th JFCR-ISCC Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] mtDNA変異を標的としたPyrrole-Imidazole-Polyamide修飾化合物による腫瘍増殖抑制効果の検討2019

    • 著者名/発表者名
      辻航平、越川信子、竹永啓三、永瀬浩喜
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 千葉県がんセンター研究所

    • URL

      https://www.pref.chiba.lg.jp/gan/kenkyujo/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 二重膜構造細胞内小器官DNA標的薬2019

    • 発明者名
      永瀬浩喜 渡部隆義 越川信子 安井七海
    • 権利者名
      千葉県
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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