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発癌過程におけるERKシグナルダイナミクスの腫瘍横断的検討

研究課題

研究課題/領域番号 21K20656
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0702:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所)

研究代表者

平塚 徹  地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 腫瘍増殖制御学部研究員 (30893028)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードERK / ライブイメージング / 皮膚 / 膵臓 / ゆらぎ / 癌 / オルガノイド / 膵癌 / 膵がん / 微小環境 / 皮膚癌 / 膵臓癌
研究開始時の研究の概要

本研究は、皮膚癌と膵臓癌という2つの腫瘍においてERK MAPKシグナルのダイナミクスを比較することで、癌の不均一性の背後にあるメカニズムの解明に取り組む。手法として、申請者の専門である、生体ライブイメージング技術により、発癌過程におけるERKシグナルの時空間変化をとらえる。さらに、2次元培養、オルガノイド培養を用い、それぞれのERKシグナルダイナミクスのメカニズムを検討する。さらに、抗癌剤投与後のERKダイナミクスを検討し、新たな治療アプローチの可能性について模索する。本研究は、時空間的な活性パターンという新たな観点から、細胞内シグナル制御による癌治療に新しい着眼点を呈するものである。

研究成果の概要

本研究は、皮膚癌と膵臓癌という2つの腫瘍においてFRET生体ライブイメージングを用い、ERK MAPKシグナルのダイナミクスを比較検討した。皮膚において、ERK活性には揺らぎが多く見られるのに対し、膵臓においては比較的定常的な活性パターンが見られた。また、RasH2皮膚癌マウスモデルにおいて、癌の初期段階に見られたERK活性の揺らぎが定常的な高活性に変化した。さらに、定常的なERK活性状態では薬剤抵抗性が確認された。
以上のように、本研究はERK活性の時間ダイナミクスの重要性に迫ったものであり、癌の種類と進行段階におけるERK活性の揺らぎの変化とその薬剤治療抵抗性への関与を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ERK MAPKシグナルは癌細胞の増殖を制御する最も古典的な細胞内シグナルと言える。これまでにERKを抑制する抗癌剤が多く開発され、臨床応用されている。しかしなお、癌細胞の不均一性や薬剤耐性に起因する問題から、癌を十分に克服できているとは言い難い状況である。特に、膵癌は難治性の癌として知られており、その早期発見と新規治療の開発は喫緊の課題であると言える。
本研究では、基礎研究アプローチが比較的容易である皮膚癌と、最も社会的需要が高いと考えられる膵臓癌の両方をターゲットにし、両者の橋渡しとなる基礎研究を行い、ERK活性のゆらぎが発癌過程および抗癌剤の反応性に寄与することを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] The quantitative landscape of ERK MAPK signal dynamics in patient-derived pancreatic cancer organoids.2022

    • 著者名/発表者名
      Shoko Tsukamoto, Akihito Machinaga, Nobuyuki Kakiuchi, Seishi Ogawa, Hiroshi Seno, Shigeki Higashiyama, Michiyuki Matsuda, Toru Hiratsuka
    • 学会等名
      第95回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Fluctuating ERK signal during epidermal stem cell proliferation and differentiation2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Hiratsuka, Ignacio Bordeau, Gunnar Preussner, Fiona Watt
    • 学会等名
      第74回 日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal dynamics of ERK activity in human and mouse epidermal cells2022

    • 著者名/発表者名
      平塚 徹, Ignacio Bordeau, Gunnar Preussner, Fiona Watt
    • 学会等名
      第81回 日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The Quantitative Landscape of ERK MAPK Signal Dynamics in Patient-Derived Pancreatic Cancer Organoids2022

    • 著者名/発表者名
      Shoko Tsukamoto, Akihito Machinaga, Nobuyuki Kakiuchi, Seishi Ogawa, Hiroshi Seno, Shigeki Higashiyama, Michiyuki Matsuda, Toru Hiratsuka
    • 学会等名
      The 7th JCA AACR Special Joint Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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