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2016 年度 実施状況報告書

数理情報解析システムを用いたドラッグ・リポジショニングによる5-FU耐性機序解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K10496
研究機関岐阜大学

研究代表者

森 龍太郎  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 助教 (00738635)

研究分担者 二村 学  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (10415515)
吉田 和弘  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (50230727)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード5FU耐性 / cDNA microarray / メタボローム解析
研究実績の概要

当研究の目的は、網羅的解析から抗癌剤5FUの耐性機序を解明し、克服することである。技術の進歩により、近年、cDNA microarrayなどの網羅的解析が急速に普及しつつある。これらのAssayは、一度に多数の遺伝子やタンパクなどの発現を解析でき、これまでにも、例えば癌のサブタイプ分類などに臨床応用されていて、有望なAssayである。しかし、網羅的解析により機能解析が成功した例はこれまでになく、また、網羅的解析により、薬剤耐性の克服が成し遂げられた研究はいまだに存在しない。
当教室では胃癌細胞株MKN45とその5FU耐性株MKN45/F2Rを保有しており、これらにおいてcDNA microarrayおよび網羅的メタボローム解析を行った。具体的には、それぞれの細胞株の定常状態と5FU 2µM存在化でサンプルを抽出して網羅的解析を行い、cDNA microarrayでは40304の遺伝子発現が解析対象となり、網羅的メタボローム解析では226の代謝物質が解析対象となった。これらの結果を産業技術総合研究所(産総研)と共同で検討し、数理モデルにより5FU耐性に関与の大きいpathwayの抽出や、耐性を克服する既存薬剤の抽出(ドラッグリポジショニング)を行った。また、その結果から、耐性克服に重要な分子やpathwayについて、MTT assayやWestern blotなどで検証している。今後は、これらの結果が、臨床検体においても妥当であるかを検討し、さらには臨床において5FU耐性の克服が可能であるかを検証していく予定である。

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

5FU活性化の経路として、通説では①Orotate phosphoribosyltransferase (OPRT)による経路、②Thymidine phosphorylase (TP)による経路、③Uridine phosphorylase (UP)による経路が想定されているが、我々のこれまでの検討では5FU耐性株ではOPRT低発現にも関わらず5FUはOPRTによる経路でのみ活性化されている。5FUの活性化には、5FUとその代謝酵素だけではなく、ペントースリン酸回路より生成されるメタボロームが必要であり、①ではPhosphoribosyl pyrophosphate (PRPP)、②ではDeoxyribose 1 phosphate (dR1P)、③ではRibose 1 phosphate (R1P)が必要とされる。今回行った網羅的メタボローム解析の結果では、PRPPは十分に細胞内に存在するが、dR1PおよびR1Pはほとんど存在せず、これにより5FU活性化がOPRT経路に限定されていると考えられた。よって5FU耐性の機序の1つとしてOPRT低発現が強く示唆された。これらの知見が得られたことは、当初の計画通りの進歩状況と考える。

今後の研究の推進方策

網羅的メタボローム解析の結果からは、5FU耐性株と親株で検出された量が違う代謝物がほかにも存在する。またcDNA microarrayを用いたPathway解析の結果からは、5FU耐性に関係していると思われるPathwayの候補が挙がっている。これらをもとにさらなる検討を進める。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] 5FU-resistance caused by reduced FdUMP, and its reversal using deoxyuridine2017

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Mori
    • 学会等名
      第89回日本胃癌学会総会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2017-03-08 – 2017-03-10
  • [学会発表] FdUMPの解毒による5FU耐性とdeoxyuridineによる耐性解除2016

    • 著者名/発表者名
      森 龍太郎
    • 学会等名
      第54回日本癌治療学会学術集会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-10-20 – 2016-10-22
  • [学会発表] FdUMPの解毒による5FU耐性2016

    • 著者名/発表者名
      森 龍太郎
    • 学会等名
      第27回日本消化器癌発生学会総会
    • 発表場所
      城山観光ホテル
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] 5FU耐性胃癌細胞株に対するdUMPの耐性減弱作用2016

    • 著者名/発表者名
      森 龍太郎
    • 学会等名
      第71回日本消化器外科学会総会
    • 発表場所
      あわぎんホール
    • 年月日
      2016-07-14 – 2016-07-16
  • [学会発表] 5FU耐性胃癌細胞株に対するdUMPの耐性減弱作用2016

    • 著者名/発表者名
      森 龍太郎
    • 学会等名
      第116回日本外科学会定期学術集会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2016-04-14 – 2016-04-16

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公開日: 2018-01-16  

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