| 研究課題/領域番号 |
21K15495
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分50010:腫瘍生物学関連
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| 研究機関 | 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所) |
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研究代表者 |
藤盛 春奈 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), がん幹細胞研究部, 研究員 (80882935)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 造腫瘍 / 胆管癌 / がん幹細胞 / 腫瘍不均一性 / 分子間相互作用 / 造腫瘍能 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヘテロな細胞集団である癌組織には、腫瘍構築能や治療抵抗性を示す「癌幹細胞」の亜集団が存在する。抗癌幹細胞治療が望まれるが実用例は少なく、癌幹細胞が維持される機構も不明である。そこで申請者らは、難治性癌である胆管癌で、新規癌幹細胞遺伝子を探索する。これにより、癌幹細胞形質の維持機構を明らかにし、胆管癌の新規治療標的を開拓する。そこでまずは、手術検体から胆管癌PDXを作製し、免疫不全マウス皮下で19代にわたり継代した。継代に伴い、一定の腫瘍サイズに至る期間は短くなり、すなわち癌幹細胞が増加したと考えられ、発現が変動する遺伝子群が見出された。これらは癌幹細胞関連遺伝子群と予想され、解析を進める。
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| 研究実績の概要 |
ヘテロな細胞集団である癌組織には、腫瘍構築能や治療抵抗性をもつ"癌幹細胞"と呼ばれる亜集団が存在する。癌幹細胞を標的とした治療が望まれるが実用例は少なく、癌幹細胞の維持機構も詳細は不明である。そこで申請者らは、難治性癌である胆管癌を対象に、新規癌幹細胞関連遺伝子を探索した。これにより癌幹細胞維持機構の解明と、胆管癌の新規治療標的の開発を目指した。
まずは癌組織の不均一性を再現し癌幹細胞を得るため、免疫不全マウス皮下に胆管癌PDXを移植した。マウス皮下での継代を繰り返すと腫瘍の増大は徐々に早くなり、すなわち癌幹細胞が濃縮された。癌幹細胞が濃縮された胆管癌PDXにおいて、高発現する遺伝子を解析した。その結果、腫瘍構築能を制御する遺伝子Xを見出した。
遺伝子Xはこれまで報告のない分子であり、まずは細胞内での挙動を調べた。まず相互作用するタンパク質をMS解析で探索した結果、いくつかの転写因子や、癌との関連が報告されているシグナル分子が同定された。中でも、シグナル分子である遺伝子Yは癌悪性化に寄与し、チロシンリン酸化により活性化することが報告されていた。そこで胆管癌細胞株において遺伝子Xをノックダウンすると、遺伝子Yのリン酸化が減弱することがわかった。このことから、遺伝子Xと遺伝子Yは、機能的に相互作用していることが示唆された。さらに、遺伝子Xが細胞内のどこで機能するか蛍光免疫染色で調べた結果、細胞内のオルガネラに局在することがわかった。また遺伝子XはN末端側に膜貫通ドメインが予測されており、以上のことから、遺伝子Xは細胞内のオルガネラの膜上で、遺伝子Yのチロシンリン酸化の亢進に寄与することが考えられた。現在は、遺伝子Xがあることで、遺伝子Yのリン酸化が亢進され、どのような経路が活性化されているか解析を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本課題で着目している遺伝子Xは先行研究が少なく、癌細胞および正常細胞においても、分子機能は未解明である。
申請者らは、遺伝子Xは腫瘍の形成に重要な分子であり、また細胞質内のオルガネラに局在して遺伝子Yと相互作用する可能性を示した。全くの機能未知だった遺伝子について、以上のような分子機能を明らかにすることができた。今後は遺伝子X/遺伝子Yの複合体モデルを想定し、どのようなシグナル経路を制御し、腫瘍形成に寄与しているか検証を進める。さらに、本課題で明らかになった分子機構が、治療標的と成り得るか、新規治療薬のスクリーニングなどを行う計画である。
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| 今後の研究の推進方策 |
胆管癌細胞株において、遺伝子Xの機能抑制により、免疫不全マウス皮下での腫瘍形成能は抑制される。この腫瘍について、発現変動する遺伝子を網羅的に解析する。これにより遺伝子Xが制御するシグナル経路を明らかにする。さらに、これが遺伝子Yのリン酸化と関連するか、先行研究と合わせて検証していく。
また、遺伝子Yは、遺伝子Xのタンパク質C末端領域で相互作用することがわかった。この領域を欠損させた遺伝子Xは、遺伝子Yとの相互作用がキャンセルされるか検証する。キャンセルされたら、遺伝子Xと遺伝子Yの相互作用を阻害するような化合物をスクリーニングし、腫瘍形成の抑制が可能か調べる計画である。
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