DNA損傷関連RNPによる相分離機構の解明と卵巣がん治療への応用

• 研究課題/領域番号: 23K08814
• 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56040:産婦人科学関連
• 研究機関: 地方独立行政法人東京都立病院機構東京都立駒込病院(臨床研究室)
• 研究代表者: 谷川 道洋 地方独立行政法人東京都立病院機構東京都立駒込病院(臨床研究室), 婦人科, 医長 (70706944)
• 研究分担者: 曾根 献文 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (90598872)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023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: RNA結合タンパク質 / DNA損傷修復経路 / 相分離 / 卵巣がん / PARP阻害剤 / DNA損傷修復 / RNA結合蛋白

研究開始時の研究の概要

PARP阻害薬の抗腫瘍機序であるPARP trappingの分子メカニズムの解明を、DNA損傷修復(DNA damage repair: DDR)関連RNA結合タンパク(RBP)及びlncRNAで形成されるリボ核タンパク質(RNP)による相分離(liquid-liquid phase separation: LLPS)という観点から行う。新規DNA損傷修復候補RBP群のDDR経路における機能解析、DDR関連lncRNAのPARP trapping及びPARP阻害剤感受性への寄与の検討、新規DDR関連RBPのDSB周囲におけるLLPSを介した非膜オルガネラ形成メカニズムへの寄与の検討をする。

研究実績の概要

本研究では新規DNA損傷修復関連RNA結合タンパク(RNA binding protein: RBP)の損傷誘導時の相分離(liquid-liquid phase separation: LLPS)による非膜オルガネラ形成への寄与の解明、PARP阻害薬耐性を獲得した卵巣がんの治療マーカー及び新規抗腫瘍メカニズムの開発を目的として行っている。網羅的スクリーニングデータからの新規候補因子の抽出とDNA損傷修復経路における機能解析という流れで研究を行っている。
独自のsiRNA libraryによる網羅的スクリーニングで同定された新規DNA損傷修復関連RBPに着目し、DNA損傷部位での相分離による集積形成の観察を蛍光免疫染色法/ライブセルイメージングを用いて行っている。また、これらの因子のDNA損傷修復経路以外の経路への寄与も発見し、現在分子細胞学的手法で解明中である。これらの新規因子と遺伝性乳癌卵巣癌原因遺伝子との関連も見出しており、新規の卵巣癌治療標的につながる可能性が示唆されている。
本研究では、難治卵巣がんの臨床的解明、臨床応用も志向している。卵巣がんにおけるPARP阻害薬抵抗性獲得の克服という臨床的課題のため、見出しているDNA損傷修復関連RBPとDNA関連lncRNAとの関連という観点から、PARP trapping及びPARP阻害剤感受性への寄与を検討していく。また、蛍光免疫染色法/ライブセルイメージングを用いて、新規DDR関連RBPによる相分離を介した非膜オルガネラ形成メカニズムへの寄与を検討していくことも課題としている。

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

本研究課題は、申請者と東京大学産婦人科学教室との共同研究で行っている。申請者が研究計画を立て、大学院生が分子生物学的手法による基礎的実験を行っている。すでに一つの新規DNA損傷修復関連RBPに着目して、放射線により誘導されるDNA損傷部位においてBRCA1/2を含めた既存のDNA損傷修復関連蛋白と複合体を形成すること、損傷シグナル伝達に寄与することを明らかにしている。また、これらのRBP複合体が相分離による集積を形成しつつゲノム恒常性に関連する新規機能をもつことを明らかにしている。
開始１年目として順調に研究は進行していると考える。

今後の研究の推進方策

本研究の今後の課題として、すでに見出している機能を分子生物学的手法により、より詳細に明らかにしていくことが重要と考える。一方で、難治卵巣がんの臨床的解明、臨床応用も志向している。
卵巣がんにおいて、PARP阻害剤が卵巣がんの無再発期間や全生存の面で治療成績を向上させたことは明らかにされているが、PARP阻害剤抵抗性獲得の克服が大きな課題となっている。本研究では、見出しているDNA損傷修復関連RBPとDNA関連lncRNAとの関連という観点から、PARP trapping及びPARP阻害剤感受性への寄与を検討していく。また、蛍光免疫染色法/ライブセルイメージングを用いて、新規DDR関連RBPによる相分離を介した非膜オルガネラ形成メカニズムへの寄与を検討していくことも課題としている。
上記の基礎的解明を背景に、DDR関連非膜オルガネラに寄与するRBP及びlncRNAで構成されるRNPを探索し、PARP阻害薬耐性を獲得した卵巣がんの新規治療マーカー開発や抗腫瘍メカニズムへの応用可能性を検証する。卵巣がん臨床検体、樹立した卵巣がんオルガネラを活用した検討も予定する。

研究成果

• [雑誌論文] Inhibition of protein arginine methyltransferase 6 activates interferon signaling and induces the apoptosis of endometrial cancer cells via histone modification (2024)
  • 著者名/発表者名: Inoue Futaba、Sone Kenbun、Kumegawa Kohei、Hachijo Ryuta、Suzuki Eri、Tanimoto Saki、Tsuboyama Natsumi、Kato Kosuke、Toyohara Yusuke、Takahashi Yu、Kusakabe Misako、Kukita Asako、Honjoh Harunori、Nishijima Akira、Taguchi Ayumi、Miyamoto Yuichiro、Tanikawa Michihiro、Iriyama Takayuki、Mori Mayuyo et al
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 巻: 64 号: 3 ページ: 32-32
  • DOI: 10.3892/ijo.2024.5620
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of target cells of human papillomavirus 18 using squamocolumnar junction organoids (2023)
  • 著者名/発表者名: Toyohara Yusuke、Tauch Ayumi、Tanikawa Michihiro、Sone Kenbun、Uchino‐Mori Mayuyo、Ushiku Tetsuo、Takeyama Haruko、Oda Katsutoshi、Kawana Kei、Hippo Yoshitaka、Osuga Yutaka
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 115 号: 1 ページ: 125-138
  • DOI: 10.1111/cas.15988
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of a fluorescence imaging probe that exploits metabolic dependency of ovarian clear cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimochi Saki、Wada-Hiraike Osamu、Urano Yasuteru、Kukita Asako、Yamaguchi Kohei、Honjo Harunori、Taguchi Ayumi、Tanikawa Michihiro、Sone Kenbun、Mori-Uchino Mayuyo、Tsuruga Tetsushi、Oda Katsutoshi、Osuga Yutaka
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1 ページ: 20292-20292
  • DOI: 10.1038/s41598-023-47637-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heterogeneous treatment effects of adjuvant therapy for patients with cervical cancer in the intermediate‐risk group (2023)
  • 著者名/発表者名: Taguchi Ayumi、Kato Kosuke、Hara Konan、Furusawa Akiko、Nakajima Yujiro、Ishizawa Chihiro、Tanikawa Michihiro、Sone Kenbun、Mori Mayuyo、Shimada Muneaki、Okamoto Aikou、Takekuma Munetaka
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 12 号: 18 ページ: 18557-18567
  • DOI: 10.1002/cam4.6460
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficacy of regional cooling?+?oral dexamethasone for primary prevention of hand-foot syndrome associated with pegylated liposomal doxorubicin (2023)
  • 著者名/発表者名: Nara Katsuhiko、Taguchi Ayumi、Yamamoto Takehito、Tsuruga Tetsushi、Tojima Yuri、Miyamoto Yuichiro、Tanikawa Michihiro、Sone Kenbun、Mori Mayuyo、Takada Tappei、Suzuki Hiroshi、Osuga Yutaka
  • 雑誌名: Supportive Care in Cancer 巻: 31 号: 5
  • DOI: 10.1007/s00520-023-07718-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of pelvic radiotherapy on patients with stage IB-IIA cervical cancer after radical hysterectomy: A single center retrospective study. (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishizawa C, Taguchi A, Tanikawa M, Honjo H, Nishijima A, Eguchi S, Miyamoto Y, Sone K, Tsuruga T, Mori M, Osuga Y.
  • 雑誌名: Oncol Lett. 巻: 25 号: 3 ページ: 112-112
  • DOI: 10.3892/ol.2023.13698
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Application of organoid culture from HPV18-positive small cell carcinoma of the uterine cervix for precision medicine (2023)
  • 著者名/発表者名: Kusakabe M, Taguchi A, Tanikawa M, Hoshi D, Tsuchimochi S, Qian X, Toyohara Y, Kawata A, Wagatsuma R, Yamaguchi K, Yamamoto Y, Ikemura M, Sone K, Mori-Uchino M, Matsunaga H, Tsuruga T, Nagamatsu T, Kukimoto I, Wada-Hiraike O, Kawazu M, Ushiku T, Takeyama H, Oda K, Kawana K, Hippo Y, Osuga Y.
  • 雑誌名: Cancer Med 巻: 12 号: 7 ページ: 8476-8489
  • DOI: 10.1002/cam4.5588
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A case of refractory pelvic squamous cell carcinoma of unknown primary that responded to nivolumab. (2023)
  • 著者名/発表者名: Komura A, Taguchi A, Ikemura M, Nishijima A, Miyamoto Y, Tanikawa M, Sone K, Mori M, Oda K, Osuga Y.
  • 雑誌名: J Obstet Gynaecol Res. 巻: 49 号: 4 ページ: 1300-1304
  • DOI: 10.1111/jog.15548
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical utility of Todai OncoPanel in the setting of approved comprehensive cancer genomic profiling tests in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Kage Hidenori、Shinozaki‐Ushiku Aya、Tanikawa Michihiro、Aburatani Hiroyuki、Mano Hiroyuki、Miyagawa Kiyoshi、Oda Katsutoshi
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 114 号: 4 ページ: 1710
  • DOI: 10.1111/cas.15717
  • 査読あり / オープンアクセス