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2015 年度 実施状況報告書

がん疼痛形成における腫瘍細胞由来セマフォリン3Aの役割

研究課題

研究課題/領域番号 15K08682
研究機関新潟薬科大学

研究代表者

前田 武彦  新潟薬科大学, 薬学部, 教授 (50271010)

研究分担者 山田 大祐  新潟薬科大学, 薬学部, 助手 (50733680)
川原 浩一  新潟薬科大学, 薬学部, 准教授 (10347015)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード骨転移腫瘍 / 骨芽細胞 / mTOR / 骨痛 / セマフォリン
研究実績の概要

セマフォリン分子は感覚神経支配、骨代謝、そして腫瘍の転移等の多くのプロセスに関わる重要な制御因子である。骨転移腫瘍では破骨細胞の増加に伴う骨吸収の促進といった骨代謝の異常が生じるが、セマフォリン分子がこの現象に関与しているかについては明らかではない。骨芽細胞様細胞株であるMC3T3-E1を用いて、腫瘍細胞が骨芽細胞由来のセマフォリン分子の発現に影響を与えるかについて解析を行った。マウス由来肺癌細胞株であるLewis Lung Carcinoma(LLC)由来の条件培地でMC3T3-E1を処理すると、セマフォリン3a(Sema3a)の発現は低下した。また、MC3T3-E1をmTORC1阻害剤であるRapamycinで処理をすると、Sema3aの発現は低下した。さらに、Rapamycinの存在下では、LLC由来の条件培地処理によるSema3aの発現減少は観察されなかった。これらのことから、骨転移腫瘍において、腫瘍細胞はmTORC1依存的に骨芽細胞由来のSema3aの発現を減少させ、骨代謝を制御する可能性が考えられる。また、RNAi法にてSema3A遺伝子をノックダウンしたLLC株(shSema3A-LLC)を樹立し、マウスに移植することにより腫瘍形成能ならびに疼痛行動の発現について解析した。対照群として、scramble shRNAを導入したLLC株(scramble-LLC)を使用した。大腿骨骨髄腔への移植により、対照群では移植側後肢への体重負荷重量は対側に比べて減少したが、shSema3A-LLC群においては、その減少は減弱していた。また、移植大腿骨の骨組織切片標本を顕微鏡観察したところ、対照群ではLLC細胞の増殖が見られたが、shSema3A-LLC移植群ではその増殖は軽微であった。以上の結果から、Sema3Aは腫瘍形成能を高めるはたらきを有する可能性が示された。

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

腫瘍細胞のマウスへの移植手技を確立し、腫瘍形成と疼痛発現を確認している。また、腫瘍細胞を移植したマウス大腿骨mRNAのマイクロアレイより明らかにしたSemaphorin3Aの発現上昇を明らかにしたこと、そのshRNA発現レンチウィルスベクター導入によるSema3Aノックダウン腫瘍細胞株を樹立し、Sema3A機能的阻害の腫瘍細胞増殖と疼痛行動発現におよぼす影響を既に明らかにしている。以上の成果は、現在までの計画どおりであり、未達のものはない。

今後の研究の推進方策

Semaphorin3Aが腫瘍細胞形成を促進することは明らかにしたが、それが細胞死を防ぐことによるものなのか、あるいは細胞増殖能を高めることによるものなのかは不明である。in vitroレベルで、それらの解析を行なう。さらに、semaphorin3Aと既知の腫瘍形成細胞内シグナルとの関係を解析する。また、培養細胞レベルであるいは移植した個体を用いて、腫瘍細胞中あるいは血中のmiRNA発現解析を行ない、sema3Aシグナルとの関わりを明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

セマフォリンが腫瘍から自己分泌されること、腫瘍形成における機能的役割が顕著であったことから、当該年度は個体の実験よりも培養実験が主となった。そのため、動物購入代金が少額ですんだこと、それに伴い組織標本作成の委託を行なう機会が無かった。

次年度使用額の使用計画

次年度は個体の実験を中心とする予定であり、組織標本の委託や血漿miRNA解析の委託に当該年度の未使用金額と次年度請求分を合わせた金額が必要となる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Tumor cell-derived secretory factor downregulates Semaphorin-3a in osteoblasts by activating mammalian target of rapamycin pathway2016

    • 著者名/発表者名
      Yamada D, Kawahara K, Ozaki M, Maeda T
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem

      巻: 80 ページ: 942-944

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1136881.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 自己分泌型セマフォリン3aシグナルによる骨転移腫瘍の発症制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      山田大祐、川原浩一、前田武彦
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-11
  • [学会発表] がん疼痛モデルの特性とがん分子機構の研究2015

    • 著者名/発表者名
      前田武彦
    • 学会等名
      第9回日本緩和医療薬学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-10-02 – 2015-10-03
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨がん性疼痛モデルマウスの特性とオキシコドンの効果2015

    • 著者名/発表者名
      前田武彦、丸山恵奈、柳 真美、山岸 明、山田大祐、川原浩一
    • 学会等名
      第66回日本薬理学会北部会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-18

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公開日: 2017-01-06  

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