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2017 年度 実績報告書

がん細胞における低酸素応答機構と抗酸化機構の相互作用: 放射線抵抗性の理解と克服

研究課題

研究課題/領域番号 17H04261
研究機関京都大学

研究代表者

原田 浩  京都大学, 放射線生物研究センター, 教授 (80362531)

研究分担者 小林 稔  京都大学, 放射線生物研究センター, 特定研究員 (40644894)
子安 翔  京都大学, 放射線生物研究センター, 研究員 (80781913)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードがん / 低酸素応答 / 抗酸化能 / 放射線抵抗性
研究実績の概要

HIF-1を活性化する新規遺伝子ネットワークに着目し、糖代謝経路のリプログラミングが抗酸化物質の産生を介して放射線抵抗性を誘導する可能性を検証した。まず初めに、HIF-1とその活性化因子の恒常活性化型変異体によってDNA損傷の発生頻度が低下するかを、DNA二重鎖切断検出用レポーター遺伝子(53BP1-EGFP発現ベクター)を用いて検証した。また、細胞の放射線抵抗性への影響を検証する目的で、Clonogenic Cell Survival Assayを実施した。これらの実験を実施した際、細胞内の解糖系律速酵素、ペントースリン酸回路構成因子、グルタミノリシス律速酵素などの発現をノックダウンする遺伝子操作を加え、放射線抵抗性の獲得における当該糖代謝経路の重要性を検証した。これにより、放射線抵抗性を克服する為に標的とすべき代謝パスウェイを同定した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

H30年度に予定していた研究内容にも、早々に着手しているため

今後の研究の推進方策

「新規HIF-1活性化因子依存的に発光・蛍光蛋白質を発現するレポーター遺伝子」、および申請者らが持つ「HIF-1依存的に発光・蛍光蛋白質を発現するレポーター遺伝子」を、がん細胞株のゲノムDNA状に安定に導入する。得られた細胞を免疫不全マウスに移植して固形腫瘍を準備し、放射線を局所照射する。移植腫瘍を対象に、IVIS Lumina II(PerkinElmer社製)やOV100システム(Olympus社製)による光イメージング実験を実施し、放射線抵抗性細胞群の腫瘍内局在と動態を時間・空間的に解析する。
「HIF-1および新規HIF-1活性化因子依存的にルシフェラーゼ発光を呈するレポーター遺伝子」と「HIF-1αの恒常活性化型ミュ ータント発現ベクター」をゲノム上に安定に組み込んだ細胞株を樹立し、HIF-1の活性化による発光量の増加を抑制する低分子化合物をスクリーニングする。得られた化合物の放射線増感作用を、53BP1-EGFP発現ベクターによる細胞イメ ージングとClonogenic Assayで検証し、新規放射線増感剤の候補化合物として開発する。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 15件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] オックスフォード大学/インペリアルカレッジ・ロンドン(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      オックスフォード大学/インペリアルカレッジ・ロンドン
  • [雑誌論文] Regulatory mechanisms of hypoxia-inducible factor 1 activity: Two decades of knowledge2018

    • 著者名/発表者名
      Koyasu Sho、Kobayashi Minoru、Goto Yoko、Hiraoka Masahiro、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 109 ページ: 560~571

    • DOI

      10.1111/cas.13483

  • [雑誌論文] HIF-1 maintains a functional relationship between pancreatic cancer cells and stromal fibroblasts by upregulating expression and secretion of Sonic hedgehog2018

    • 著者名/発表者名
      Katagiri Tomohiro、Kobayashi Minoru、Yoshimura Michio、Morinibu Akiyo、Itasaka Satoshi、Hiraoka Masahiro、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 9 ページ: 10525~10535

    • DOI

      10.18632/oncotarget.24156

  • [雑誌論文] A circadian clock gene, PER2, activates HIF-1 as an effector molecule for recruitment of HIF-1α to promoter regions of its downstream genes2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Minoru、Morinibu Akiyo、Koyasu Sho、Goto Yoko、Hiraoka Masahiro、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 284 ページ: 3804~3816

    • DOI

      10.1111/febs.14280

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The emerging roles of the ubiquitination/deubiquitination system in tumor radioresistance regarding DNA damage responses, cell cycle regulation, hypoxic responses, and antioxidant properties: Insight into the development of novel radiosensitizing strategies2017

    • 著者名/発表者名
      Goto Yoko、Koyasu Sho、Kobayashi Minoru、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis

      巻: 803-805 ページ: 76~81

    • DOI

      10.1016/j.mrfmmm.2017.07.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] UCHL1-HIF-1 axis-mediated antioxidant property of cancer cells as a therapeutic target for radiosensitization2017

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Ryota、Goto Yoko、Koyasu Sho、Kobayashi Minoru、Morinibu Akiyo、Yoshimura Michio、Hiraoka Masahiro、Hammond Ester M.、Harada Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 6879

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06605-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] pH-Responsive near-infrared fluorescent cyanine dyes for molecular imaging based on pH sensing2017

    • 著者名/発表者名
      Miki Koji、Kojima Kentaro、Oride Kazuaki、Harada Hiroshi、Morinibu Akiyo、Ohe Kouichi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 ページ: 7792~7795

    • DOI

      10.1039/c7cc03035e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] HIF-1-mediated suppression of mitochondria electron transport chain function confers resistance to lidocaine-induced cell death2017

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Akihisa、Sumi Chisato、Tanaka Hiromasa、Kusunoki Munenori、Iwai Teppei、Nishi Kenichiro、Matsuo Yoshiyuki、Harada Hiroshi、Takenaga Keizo、Bono Hidemasa、Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 3816

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03980-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HIF-1とがんの代謝2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 35 ページ: 1586-1592

  • [雑誌論文] がん特異的グルコース代謝経路による放射線抵抗性と放射線治療増感への展開2017

    • 著者名/発表者名
      後藤容子、中島良太、原田浩
    • 雑誌名

      放射線生物研究

      巻: 52 ページ: 416-425

    • 査読あり
  • [学会発表] 照準を合わせろ! がんに対する放射線治療の現状と課題2018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第13回京都大学附置研究所・センターシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Hypoxic Microenvironments in Malignant Solid Tumors2018

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      International Mini-symposium on Organs under Stress
    • 招待講演
  • [学会発表] がん・低酸素・HIF-12018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      国立京都医療センター臨床研究センター特別講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 腫瘍内微小環境と放射線感受性・抵抗性2018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      JASTRO第8回放射線生物学セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞の低酸素応答を担う新規遺伝子の作用機序と機能2018

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 招待講演
  • [学会発表] がんに対する放射線治療の現状・課題・私たちの取り組み;低酸素バイオロジーの視点から2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      富山大学医歯薬総合研究科特別講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] How can we overcome tumor radioresistance; lessons from hypoxia biology2017

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      The 1st isRTB
    • 招待講演
  • [学会発表] がんに対する放射線治療の現状と課題2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      知の拠点セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Radioresistance of Cancer Cells; Lessons from HIF-1 Biology2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      放射線生物学セミナー in Gifu
    • 招待講演
  • [学会発表] HIF-1バイオロジーで迫るがんの放射線抵抗性2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      若手放射線生物研究専門研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] HIF-1の生物学:基礎研究から創薬研究への展開2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      新規分子標的治療薬創薬に向けた大学発ベンチャー基盤の確立シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] がんの悪性進展と治療抵抗性を担うHIF-1を中心とする遺伝子ネットワーク2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第5回低酸素研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] がん細胞のグルコース代謝2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      第19回京都大学大学院生命科学研究科シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Tumor hypoxia; an imaging and therapeutic target of interest for innovative radiation therapy2017

    • 著者名/発表者名
      Harada H
    • 学会等名
      The 3rd Bordeaux-Kyoto Symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] 悪性固形腫瘍内の低酸素環境 -放射線生物学の視点から-2017

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会 第46回 放射線による制癌シンポジウム
    • 招待講演
  • [備考] http://www.rbc.kyoto-u.ac.jp/cancer_biology/

  • [学会・シンポジウム開催] The 33rd International Symposium of Radiation Biology Center, Kyoto University.2017

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-06-14  

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