染色体不安定性細胞優先的に細胞増殖を抑制する食品成分の探索と作用機序の解明

• 研究課題/領域番号: 24K14671
• 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59040:栄養学および健康科学関連
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 叶 奈緒美 山形大学, 農学部, 准教授 (30780267)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024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); 2026年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2024年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 染色体不安定性 / 食品成分 / がん / ライブセルイメージング / イソチオシアネート

研究開始時の研究の概要

多くのがん組織では染色体不安定性（Chromosomal instability: CIN）をもつ細胞が特徴的に見られるため、このCIN細胞の脆弱な染色体分配機構に負荷を与えることで、CIN細胞優先的に増殖を抑制するという新たな制がん戦略が注目されつつある。本研究では、CIN細胞優先的に細胞増殖を抑制する食品成分の探索と作用機序の解明を試みる。

研究実績の概要

多くのがん組織では染色体不安定性（Chromosomal instability: CIN）をもつ細胞が見られるため、このCIN細胞の脆弱な染色体分配機構に適度な負荷を与えることで、CIN細胞優先的に増殖を抑制するという新たな制がん戦略が注目されつつある。我々は、CINの性質を持つ細胞に対して優先的に増殖を抑制する食品成分としてベンジルイソチオシアネート（BITC）を同定した。しかし、その詳細な作用分子機構は未解明であり、BITCと同様の効果を発揮する食品成分が存在するかどうかについても不明である。そこで、本研究では、CIN細胞優先的に細胞増殖を抑制する食品成分の探索と作用機序の解明を試みた。BITCが動原体タンパク質Mis12の減少を介してヒト大腸がん細胞の増殖を抑制し、その作用はMis12過剰発現で減弱し、BITCの細胞増殖抑制作用はCIN細胞優先的に誘導されることが分かっている。今年度は、Mis12発現量とBITCのCIN細胞優先的な細胞増殖抑制作用との関連性を検討するため、非CIN細胞とCIN細胞において、基底状態およびBITC処理後のMis12タンパク質レベルを比較した。非CIN細胞として、TIG-1とhTERT-RPE-1を、CIN細胞として、HeLaとSW480を用いた。その結果、基底状態のMis12タンパク質レベルは非CIN細胞に比べてCIN細胞で高く、Mis12基底レベルは染色体数に起因している可能性が考えられた。また、BITCによるMis12タンパク質レベル減少作用は、非CIN細胞よりもCIN細胞において顕著にみられ、CINは BITCによるMis12減少作用に対する感受性を高めることが示唆された。よって、CIN細胞はBITCのMis12減少作用に対する感受性が高く、このことがBITCのCIN細胞優先的な細胞増殖抑制作用に貢献している可能性が示された。

現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

今回得られた結果は、BITCのCIN細胞優先的な細胞増殖抑制作用は、BITCのMis12減少作用に対する感受性がCIN細胞で高いことに起因している可能性を示すものであり、予想通りであった。

今後の研究の推進方策

BITCは非CIN細胞よりもCIN細胞において顕著にMis12タンパク質レベルを減少させ、染色体分配異常を誘導し、細胞増殖を抑制した。今後は他のITCであるスルフォラファン、アリルイソチオシアネート、フェネチルイソチオシアネートもBITCと同様の効果を発揮するか検証する。