不良ミトコンドリア由来の活性酸素種を標的にした新規癌治療法の開発

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K10542
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 二村 学 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (10415515)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: Mieap / ミトコンドリア / ROS / 乳癌

研究実績の概要

ミトコンドリアは細胞生存に重要なエネルギー源であるATPの産生の一方で種々の活性酸素種（ROS）を発生する。これに対して抗酸化作用も併せ持っており細胞内ROSレベルは適正に保たれている。しかし癌細胞のミトコンドリアは不良でありATP産生は効率の劣る解糖系に依存している(Warburg効果)。p53下流遺伝子であるMieap（Mitochondria eating protein）は、ROSをセンサーとして不良なミトコンドリアを感知・修復・除去することでミトコンドリアの機能を改善・維持している。Mieapは多くの癌細胞株でプロモーターのメチル化による発現消失が見られるが、多数あるp53下流遺伝子の中でこれほど顕著な発現異常をきたす遺伝子の例は他にない。我々は、「Mieapは発癌や癌の増殖・進展に対して抑制的に働くが、プロモーターのメチル化やp53不活化によるMieapの発現消失は癌の生存に有利に働く」と考えている。全世界で罹患率が最も高い女性の癌である乳癌は、近年の患者増加は著しく早期診断法や新規治療法の開発が望まれる。我々の検討では、乳癌におけるMieapの関与を検討することとした。そのデータに基づき、（１）ミトコンドリア形態・機能を利用した癌の悪性度診断法の開発。（２）Mieap、あるいは抗ROS療法によるアポトーシスを増強させる治療の開発、へとつなげていく。

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

当院で生検・手術時に採取保存した乳癌（浸潤癌、非浸潤癌）と乳腺良性腫瘍検体を用いて(a) p53-Mieap-BNIP3経路のgenetic, epigeneticな遺伝子変異頻度を検索する。
(b)乳腺腫瘍（良性～悪性）ごとの免疫染色によるMieapの発現評価を行う。この評価が腫瘍の悪性度判定を反映するバイオマーカーとなりうるかについて検討する。(c)試験管レベルでMieap誘導細胞死のメカニズムを明らかにする。乳癌細胞株を用いてMIVを介した表現型の検討を行い、そのメカニズムを解明する。について、研究を行いその結果を論文発表行った。 Gaowa S, Futamura M*, Tsuneki M, Kamino H, Tajima JY, Mori R, Arakawa H, Yoshida K. Possible role of p53/Mieap-regulated mitochondrial quality control as a tumor suppressor in human breast cancer. Cancer Sci. 2018 Oct 5. doi: 10.1111/cas.13824. *Corresponding author

今後の研究の推進方策

１．ヒト癌において化学療法（あるいは分子標的治療）を行った時のMieapの役割について検討を行う。　薬剤感受性、あるいは抵抗性とMieapも関係について検討する。薬剤処理を行った時のMieapの挙動を5-FU耐性株（MCF7,MKN45）を用いてphenotypeを検証し、そのメカニズムを解明する。２.ヒト癌において不良ミトコンドリアを指標とした悪性度の検討を行う。不良なミトコンドリアはミトコンドリアの形態に比して、機能低下が著しい。機能はチトクロームCで癌での低下が推定される。これを数値化して癌の悪性度診断法の確立を目指す。３．ヒト癌において不良ミトコンドリアとROSを標的とした新たな治療法の検討を行う。癌細胞の持つ不良なミトコンドリアとそこから発生するROSを標的とする治療法と考える。(a)ROS除去因子(Mn-SOD)を直接ミトコンドリア内で発現させる実験系を樹立し、ミトコンドリア由来のROSを標的として、腫瘍の形質転換あるいは細胞死誘導を試みる。細胞内ROS消去による癌細胞の挙動を細胞レベルで解析を行っている。また抗酸化剤と化学療法や放射線療法の併用を行い、抗酸化作用による治療増強作用とそのメカニズムについて検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Possible role of p53/Mieap-regulated mitochondrial quality control as a tumor suppressor in human breast cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Gaowa S, Futamura M*, Tsuneki M, Kamino H, Tajima JY, Mori R, Arakawa H,
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 109 ページ: 3910-3920
  • DOI: 10.1111/cas.13824
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Possible role of p53/Mieap-regulated mitochondrial quality control as a tumor suppressor in human breast cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Manabu Futamura
  • 学会等名: an Antonio Breast cancer meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] p53下流遺伝子Mieapの乳腺腫瘍における発現とその意義について (2018)
  • 著者名/発表者名: 二村 学
  • 学会等名: 日本乳癌学会学術集会
• [学会発表] Potential role of Mieap, a downstream gene of p53, and inactivation of Mieap-regulated mitochondrial quality control in breast cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Manabu Futamura
  • 学会等名: 第56回日本癌治療学会学術集会