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2018 年度 実施状況報告書

がん細胞の浸潤・転移におけるシスチン・グルタミン酸トランスポーターの機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07158
研究機関新潟大学

研究代表者

佐藤 英世  新潟大学, 医歯学系, 教授 (60235380)

研究分担者 岡田 太  鳥取大学, 医学部, 教授 (00250423)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードxCT / シスチン / 転移能 / 遊走能 / メラノーマ / グルタチオン / ヒト肉芽腫
研究実績の概要

アミノ酸輸送系の一つであるシスチン・グルタミン酸トランスポーター(xCT)は、多くのがん細胞において強く発現しており、がんの増殖や浸潤、転移能、抗がん剤耐性、また、がん幹細胞の特性維持などに深く関与することが報告されるようになってきた。このことは、xCTの機能を抑制することが、がんの増殖・浸潤・転移などを抑えるうえで重要であることを強く示唆している。しかし、xCTが有する多様な機能の何ががんの特性発現に関わるか、その分子メカニズムについては不明な点を多い。平成30年度は、平成29年度に作製したxCT遺伝子欠損メラノーマとこの細胞にxCT発現ベクターを導入し、xCTを安定発現させたaddback細胞、および野生型細胞を用いて、in vitroの実験系の精度を上げ、xCTの機能とがん細胞の浸潤や転移等の病態との関連性が明確になるようさらに検討した。その結果、メラノーマの浸潤能、遊走能、スフェロイド形成能、血管内皮細胞との接着能は、xCTを介して維持される細胞内グルタチオンが重要であることが示された。一方、細胞内グルタチオンの動態だけではこれらの細胞の浸潤能や遊走能は、十分説明することができず、xCTが新たに誘導されることが重要である可能性が示唆された。
これらの研究に加え、新たに入手したヒト肉腫由来がん細胞株HT1080細胞を用いて、CRISPR/Cas9システムにより、xCT遺伝子欠損細胞を作製した。このxCT遺伝子欠損細胞と親株細胞のシスチン取り込み活性、細胞内グルタチオンの動態、xCTタンパク質の発現を調べた。また、これらの細胞の浸潤能、遊走能、スフェロイド形成能を調べ、いずれもxCT遺伝子欠損HT1080細胞で低下していることを明らかにした。

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

xCT遺伝子欠損メラノーマにxCT発現ベクターを導入しxCTを安定発現させた addback細胞を3系統を加え、xCT欠損細胞、野生型細胞とともにin vitroの実験系で浸潤能、遊走能、血管内皮細胞との接着能、スフェロイド形成能などを計画通りに解析した。また、新たに入手したヒト肉芽腫由来HT1080細胞からxCT欠損細胞を樹立し、ヒトのがん細胞での研究にも着手できた。

今後の研究の推進方策

ヒト肉腫由来がん細胞HT1080細胞のxCT遺伝子欠損細胞からヒトxCT遺伝子発現ベクターを導入してxCTを安定発現させたaddback細胞を作製する。これらの細胞を用いて、xCTがヒト由来がん細胞においても、転移の成立のいくつかの段階に関与することを明らかにする。また、xCTが機能することにより生じる細胞外環境とがん細胞の転移能との関連性をさらに検討する。これらの解析と並行して、ヒト乳がん細胞株からxCT遺伝子欠損細胞を作製し、同様の解析を行うことで、ヒト癌腫の転移においてもxCTが重要な役割を担うことを示す。さらに、本研究で阻害特性等を明らかにしてきたerastinや、他の新規xCT阻害剤と既存の抗がん剤の併用によるがん細胞の増殖能、浸潤能、遊走能へ及ぼす影響について検討する。

次年度使用額が生じた理由

業者のキャンペーン等の利用により、予定していた使用額より安価な価格で必要物品等を調達できたため。次年度使用額は、翌年度分に合算して、研究遂行に必要な試薬・物品等の購入に充てる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] The ferroptosis inducer erastin irreversibly inhibits system xc? and synergizes with cisplatin to increase cisplatin’s cytotoxicity in cancer cells2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Mami、Kusumi Ryosuke、Hamashima Shinji、Kobayashi Sho、Sasaki Satoru、Komiyama Yuhei、Izumikawa Takuji、Conrad Marcus、Bannai Shiro、Sato Hideyo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-018-19213-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The cystine-glutamate exchanger (xCT, Slc7a11) is expressed in significant concentrations in a subpopulation of astrocytes in the mouse brain2018

    • 著者名/発表者名
      Ottestad-Hansen Sigrid、Hu Qiu Xiang、Follin-Arbelet Virgine Veronique、Bentea Eduard、Sato Hideyo、Massie Ann、Zhou Yun、Danbolt Niels Christian
    • 雑誌名

      Glia

      巻: 66 ページ: 951~970

    • DOI

      10.1002/glia.23294

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cystine/glutamate transporter, system x c ? , is involved in nitric oxide production in mouse peritoneal macrophages2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Sho、Hamashima Shinji、Homma Takujiro、Sato Mami、Kusumi Ryosuke、Bannai Shiro、Fujii Junichi、Sato Hideyo
    • 雑誌名

      Nitric Oxide

      巻: 78 ページ: 32~40

    • DOI

      10.1016/j.niox.2018.05.005

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Macrophages Switch Their Phenotype by Regulating Maf Expression during Different Phases of Inflammation2018

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kenta、Iida Mayumi、Ikeda Naoki、Moriyama Shigetaka、Hamada Michito、Takahashi Satoru、Kitamura Hiroshi、Watanabe Takashi、Hasegawa Yoshinori、Hase Koji、Fukuhara Takeshi、Sato Hideyo、Kobayashi Eri H.、Suzuki Takafumi、Yamamoto Masayuki、Tanaka Masato、Asano Kenichi
    • 雑誌名

      The Journal of Immunology

      巻: 201 ページ: 635~651

    • DOI

      10.4049/jimmunol.1800040

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic deletion of xCT attenuates peripheral and central inflammation and mitigates LPS-induced sickness and depressive-like behavior in mice2018

    • 著者名/発表者名
      Albertini Giulia、Deneyer Lauren、Ottestad-Hansen Sigrid、Zhou Yun、Ates Gamze、Walrave Laura、Demuyser Thomas、Bentea Eduard、Sato Hideyo、De Bundel Dimitri、Danbolt Niels C.、Massie Ann、Smolders Ilse
    • 雑誌名

      Glia

      巻: 66 ページ: 1845~1861

    • DOI

      10.1002/glia.23343

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] xCT遺伝子欠損マウスメラノーマ細胞の細胞死解析と腫瘍増殖能の評価2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤茉美、鈴木亜美、久住亮介、小沼邦重、尾崎充彦、坂内四郎、岡田 太、Marcus Conrad、佐藤英世
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
  • [学会発表] xCT遺伝子欠損マクロファージの生存を可能にする分子機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      小林翔、本間拓二郎、奥村宜明、佐藤英世、高尾敏文、藤井順逸
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
  • [学会発表] マウス敗血症モデルにおけるシスチントランスポーターの影響2018

    • 著者名/発表者名
      風間絢香、大谷真志、茂呂和世、佐藤英世、渡辺直子
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会大会
  • [学会発表] The cystine/glutamate antiporter is essential for maintaining the highly metastatic potential of B16F10 skin melanoma cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Onuma, K., Silva, M.S.C.D., Kusumi, R., Osaki, M., Feederle, R., Bannai, S., Conrad, M., Okada, F., and Sato, H.
    • 学会等名
      The 2018 Cold Spring Harbor Asia Conference: IRON, REACTIVE OXYGEN SPECIES & FERROPTOSIS IN LIFE, DEATH & DISEASE.
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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