DNAトポイソメラーゼ(トポ)を標的とした癌化学療法開発のための基礎的研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01010064
• 研究機関: 愛知県がんセンター
• 研究代表者: 安藤 俊夫 愛知県がんセンター研究所, 生化学部, 部長 (20012693)
• 研究分担者: 鶴尾 隆 東京大学, 応用微生物学研究所, 教授 (00012667) ; 筒井 研 岡山大学, 医学部, 助教授 (70108158) ; 広瀬 進 国立遺伝学研究所, 助教授 ; 池田 日出男 東京大学, 医科学研究所, 教授 (10012775) ; 柳田 充弘 京都大学, 理学部, 教授 (80025428)
• キーワード: DNAトポイソラーゼ / 化学療法 / 薬剤耐性 / 超ラセン / トポロジー

研究概要

DNAの高次構造変換酵素DNAトポイソメラーゼ(トポ)Iのカンプトテシン(CPT)耐性変異酵素のアミノ酸配列が決定された。野性型酵素のそれとの比較から、トポIの酵素活性ドメインの1つが決定された。トポIIは主としてセリン残基のリン酸化によって活性が調節されている。酵素のリン酸化部位は主としてタンパクの中央部〜1/5領域に集中していた。その中でも特定のセリン残基が活性発現に必須であることが示唆された。
DNAの機能発現においてそのトポロジーの果す役割は重要である。トポIIと共同し環状DNAに超ラセンを導入してその転写鋳型活性を上昇させる重要なタンパク質因子が精製され、性格付が行われた。そしてその部分アミノ酸配列が決定された。遺伝子の転写上流にしばしば見出されるMAR配列を特異的に認識し結合する核マトリックスに存在する120kdのタンパク質が見出された。本タンパク質に対するモノクローナル抗体(mAb)が作製された。本mAbによる蛍光抗体法によって本タンパク質は核内、特に核周辺と核内にネットワークを形成していることがわかった。
DNAの非相同的組換えにトポIIが関与することが示されていたが、真核生物におけるトランスポゾンのαーサテライトDNAの転移にトポIが関与していることが示唆された。
抗癌剤CPT耐性機構として二つの事が明らかとなった。トポI酵素遺伝子の変異とトポI酵素の減少である。またVPー16耐性獲得によってはトポII活性に異常が生じる事も明らかとなった。上記耐性細胞は他の種々の抗癌剤に対してcollateral sensitivityを示した。
以上、本研究班の課題である癌化学療法開発を志向したトポの基礎的研究は一歩前進した。今後更に目的に沿って発展させたい。

研究成果

• [文献書誌] Tamura,H.,Ikegami,Y.,Ono,K.et al.: "Acidic phospholipids directly inhibit DNA binding of mammalian DNA topoisomerase I." FEBS Lett.261. 151-154 (1990)
• [文献書誌] Kawasaki,I.,Sugano,S.,& Ikeda,H.: "Calf thymus histone H1 is a recombinase that catalyzes ATP-independent DNA strand transfer." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 86. 5281-5285 (1989)
• [文献書誌] Handa,H.,Watanabe,H.,Suzuki,Y.& Hirose,S.: "Effect of DNA supercoiling on in vitro transcription from the adenovirus early region 4." FEBS Lett.249. 17-20 (1989)
• [文献書誌] Hirano,T.,Konoha,G.,Toda,T.& Yanagida,M.: "Essential roles of the RNA polymerase I largest subunit and DNA topoisomerases in the formation of fission Yeast nucleolus." J.Cell Biol.108. 243-253 (1989)
• [文献書誌] Tsutsui,K.,Tsutsui,K.& Oda,T.: "Incorporation of exogenous circular DNA into large catenated networks in isolated nuclei." J.Biol.Chem.264. 7644-7652 (1989)
• [文献書誌] Thiebaut,R.,Tsuruo,T.Hamada,H.et al.: "Immunohistochemical localization in normal tissues of different epitopes in the mutidrug transport protein P170:evidence for lacalization in brain capillaries and crossreactivity of one antibody." J.Histo.Cytochem.37. 159-164 (1989)
• [文献書誌] Andoh,T.& Ishii,K.: "Camptothecin-resistant mutant of human T-cells possessing altered DNA topoisomerase I.in“Cancer Chemotherapy:Challenges for the Future"vol.4." eds.Kimura,K.,Ota,K.,Carter,S.K.& Pinedo,H.M.(Excerpta Medica Press), 371 (1989)
• [文献書誌] Ikeda,H.: "DNA topoisomerse-mediated recombination.In“DNA Topoisomerase"." eds.Cozzarelli,M.& Wang,J.C.(Cold Spring Harbor Laboratory Press), (1990)