| 研究課題/領域番号 |
17K08315
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| 研究機関 | 東京医科大学 |
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研究代表者 |
稲津 正人 東京医科大学, 医学部, 教授 (00297269)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | コリン / トランスポーター / 癌 / ドラッグリポジショニング |
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| 研究実績の概要 |
最近、癌細胞においてコリン代謝系の異常が観察され、細胞増殖との関連性が指摘されている。また、11C-コリンや18F-コリンを用いたPET/CT の画像診断において、コリンの腫瘍細胞への集積性の高さが確認されている。従って、癌細胞は積極的にコリンを取り込み細胞増殖に利用していることが推察されているが、癌細胞に発現するコリントランスポーターの分子的実体は明らかではない。本研究は、choline transporter-like protein(CTL)ファミリーの癌治療における新規標的分子としての可能性を考究し、ドラッグ・リポジショニング研究により候補医薬品を見出すことを目的としている。
本年度は、11C-コリンPET/CT 画像診断においてコリンの集積性が確認されている肺癌、乳癌、大腸癌、前立腺癌、神経芽腫およびグリオーマに発現するにCTLファミリー(CTL1-5)の発現プロファイルを解明した。いずれの癌腫においてもCTL1およびCTL2がmRNAおよびタンパクレベルにて高発現していることが判明した。よって、コリンの腫瘍細胞への集積性の高さはこれらのコリントランスポーター（CTL1およびCTL2）が関与していると考えられる。そこで、更に癌種を広げる目的で口腔領域の癌である舌癌および食道癌についても検討を加えた。やはり口腔領域の癌においてもCTL1およびCTL2が高発現しており、癌細胞へのコリン取り込みに関与していることを明らかにした。さらに、コリン取り込みを阻害することによりアポトーシス誘導による細胞死が観察され、これらのトランスポーターは癌治療の標的分子になりうると考えられる。さらに、食道癌においてカチオン系医薬品のコリン取り込み阻害作用および細胞死誘導作用を検討した結果、７種類の医薬品がコリン取り込み阻害によるアポトーシス誘導を引き起こすことを明らかにした。
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| 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
多くの癌種においてのcholine transporter-like protein/CTLファミリー(CTL1-5)の発現プロファイルの解明により、CTL1およびCTL2が癌細胞において機能発現し、細胞増殖ならびに細胞生存に関与していることを突き止め、ドラッグリポジショニング研究により７種類の医薬品がヒットした。特に食道癌におけるコリン取り込み特性などの解析も進み、研究成果が国際誌に掲載された(Biomolecules & Therapeutics, Nagashima et al., 2017)。概ね計画通り進捗しているが、CTL1およびCTL2分子の直接的な関与を検討する為に、shRNA発現ベクターを用いた特異的なmRNA 発現抑制実験を行なったがノックダウン効率が低く明らかにできなかった。今後、CRISPR-Cas9システムを用いて再度検討する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
◆ヒト癌細胞におけるコリン取り込み阻害薬の探索（ドラッグ・リポジショニング研究）
すでに臨床応用されている医薬品の中から、癌細胞へのコリン輸送を抑制する薬物のスクリーニングを行う。一次スクリーニングにて阻害作用が確認された薬物について、50%阻害濃度(IC50)を算出し、各医薬品の臨床における血中濃度と比較する。医薬品開発候補薬物として、有効血中濃度範囲においてコリン取り込みを阻害する薬物を見出す。同様に、Greenpharma社が所有している3000万個を超える天然有機化合物ライブラリーから化学的に多様な生物活性有機化合物を480個リストアップして一次スクリーニングを行い、リード化合物を探索する。
◆choline transporter-like protein/CTL機能と細胞増殖・細胞死との関連性についての検討
CTL分子が高発現ないしは特異的に発現している癌種の培養癌細胞を用いて、コリン輸送活性を阻害する医薬品およびCRISPR-Cas9システムを用いたCTL分子発現抑制による細胞増殖および細胞死に及ぼす影響を検討する。アポトーシスを介する細胞死の検討は、Caspase-Glo Assayを用いてcaspase-3/7 活性を測定する。CTL機能抑制によるアポトーシス誘導とミトコンドリア機能障害を明らかにする目的で、アポトーシスに関与するミトコンドリアタンパク質の変動を解析する。定量化するタンパク質は、Bax, Bcl-2, Cytochrome c, Survivin の４種類でいずれもアポトーシス関連タンパク質であり、サンドイッチEIAにて定量する。さらに、アポトーシス等で変化したミトコンドリア膜電位差を蛍光色素JC-1 で検出することにより定性的かつ定量的に解析する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額として生じた助成金17,139円は、翌年度の研究計画にある天然有機化合物ライブラリーの購入代金に使用する。
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