小細胞肺がんにおける、好気性代謝亢進とPKM1高発現の意義

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K14387
• 研究機関: 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター（研究所）
• 研究代表者: 伊藤 しげみ 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), がん薬物療法研究部, 特任研究員 (80600006)
• 研究分担者: 田沼 延公 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), がん薬物療法研究部, 主任研究員 (40333645) ; 佐藤 郁郎 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), ティッシュバンクセンター, センター長 (50225918)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: がん細胞の特性

研究実績の概要

細胞のエネルギー戦略にて大きな鍵を握るのが、嫌気性代謝から好気性代謝へのカーボンソースの流束であり、そのパスを触媒する酵素の１つが“ピルビン酸キナーゼM（Pkm）”である。 Pkmには酵素学的性質の異なる２つのisoformが存在し、各々が“解糖系→TCA回路”において異なる流束を産み出し、嫌気性/好気性代謝のバランスを決定づけると考えられている。本研究では、小細胞肺がん（SCLC）悪性形質におけるPkm発現と好気性代謝の役割の解明を目標に、研究を行った。
具体的には、約１０種のヒトSCLC細胞株を親株として、PKM1またはPKM2のみを発現するSCLC細胞の作製に取り組んだ。手法としては、まず、上記の細胞群にマウス型Pkm1またはPkm2 cDNA（ヒトPkmに対するshRNAに耐性）を、ウイルスベクターを用いて導入した。外来性Pkmの発現が確認できた細胞について、順次、内在性ヒトPkm（ヒトPkm1およびPkm2の両方を標的する）に対するshRNAを発現するレトロウイルスを感染させた。これまでのところ、3種のSCLC細胞については、ノックダウンの段階まで進むことができた。
得られた細胞を解析したところ、Pkm1発現SCLC細胞とPkm2発現SCLC細胞との間に、グルコース消費・乳酸産生・酸素消費・ミトコンドリア膜電位などの点にて、はっきりした違いがあることを明らかにできた。また、細胞増殖にも非常に大きな影響が出ており、今後、より詳細な解析を行うことで、SCLC悪性形質におけるPkmの意義を明らかにできると期待される。

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

Pkm1またはPkm2のみを発現する細胞を単離し、表現型の違いを明らかにできた。

今後の研究の推進方策

・精力的に当初計画を進める

次年度使用額が生じた理由

・消耗品費が当初想定よりも僅かに少なくすんだため

次年度使用額の使用計画

・次年度の消耗品費に上積みし、より迅速な計画進捗をねらう。

研究成果

• [雑誌論文] Mixed squamous cell and glandular papilloma of the lung resembling early adenocarcinoma: A case report. (2016)
  • 著者名/発表者名: Jiro Abe, Shigemi Ito, Satomi Takahashi, Ikuro Sato, Ryota Tanaka, Taku Sato and Toshimasa Okazaki
  • 雑誌名: Annals of Medicine and Surgery 巻: 7 ページ: 61-64
  • DOI: 10.1016/j.amsu.2016.03.025.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clear cell carcinoma of the nasal cavity: A case report from histopathological viewpoint. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Imai, Ikuro Satoh, Ko Matsumoto, Shigemi Ito, Yukinori Asada, Kengo Kato, Yasutoshi Koshiba, Shigeru Saijo, Kazuto Matsuura
  • 雑誌名: Auris Nasus Larynx 巻: 43(1) ページ: 108-11
  • DOI: 10.1016/j.anl.2015.06.002.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss of protein phosphatase 6 in mouse keratinocytes increases susceptibility to ultraviolet-B-induced carcinogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kato, Koreyuki Kurosawa, Yui Inoue, Nobuhiro Tanuma, Yuki Momoi, Katsuhisa Hayashi, Honami Ogoh, Miyuki Nomura, Masato Sakayori, Yoichiro Kakugawa, Yoji Yamashita, Koh Miura, Makoto Maemondo, Ryuichi Katakura, Shigemi Ito, Masami Sato, Ikuro Sato, Natsuko Chiba, Toshio Watanabe, and Hiroshi Shima
  • 雑誌名: Cancer Letters 巻: 365(2) ページ: 223-228
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2015.05.022
  • 査読あり
• [学会発表] 皮膚Ppp6c欠損マウスは、UVB誘導皮膚扁平上皮発がんに高感受性となる (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤浩之、田沼延公、三浦康、角川陽一郎、椎葉健一、山下洋二、林克剛、野村美有樹、佐藤郁郎、伊藤しげみ、渡邊利雄、島礼
  • 学会等名: 第74回 日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-10-08 – 2015-10-10
• [学会発表] 紫外線誘導皮膚がんにおいて、PP6はがん抑制遺伝子として働く (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒沢是之、後藤孝浩、田沼延公、加藤浩之、佐藤郁郎、伊藤しげみ、島礼、館正弘
  • 学会等名: 第24回 日本形成外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 岩手県民会館（岩手県・盛岡市）
  • 年月日: 2015-10-08 – 2015-10-09