| 研究課題/領域番号 |
20K06437
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
山崎 純 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (50230397)
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| 研究分担者 |
岡村 和彦 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 准教授 (00224056)
内田 邦敏 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (20581135)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | TRPチャネル / ヒアルロン酸 / がんスフェロイド / アポトーシス / 細胞浸潤 |
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| 研究実績の概要 |
がん細胞が細胞外基質（ECM）との接着を失ったときのアポトーシスに対する抵抗性は細胞浸潤・転移能に関与する。本研究の目的は、がんスフェロイド形成とアポトーシス回避に寄与するヒアルロン酸（HA）とTRPチャネルの関与を明らかにすることである。
イヌ（AZAC-B）ならびにヒト乳がん細胞（MCF-7, MDA-MB-231）において、スフェロイド形成で増加するTRPV1などのイオンチャネル候補が得られた。MCF-7 細胞は poly-HEMAコート培養ディッシュ上ではECMとの接着を失うが、アポトーシスからの回避が認められた。4-methylunbelliferone (4-MU) を用いて HA 産生を阻害すると TRPV1 mRNAは増加した。Capsaicin によるアポトーシス誘導がTRPV1阻害薬によって抑制された一方、4-MUで誘発されたアポトーシスも強く抑制された。以上から、HA 産生が低下すると TRPV1活性増加によってアポトーシスを起こす可能性が示された。
次に異なる分子量のHAによるTRPV1活性の変化を細胞内Caイメージングにより調べた。その結果、AZACB 細胞およびイヌ TRPV1 強制発現 HEK293 細胞において、分子量の差による違いは認められなかったが、HAがcapsaicin によるCa2+ 増加反応を抑制することが明らかになった。
3次元真皮モデル系の実験では、TGF-β1はMDA-MB-231細胞の浸潤を促進した。また、EMT関連マーカーが増加した一方で、上皮マーカーの発現は減少した。また 4-MU の併用によって、 TGF-β1 による浸潤が抑制され、それぞれのマーカーの変化量が抑制された。以上より、内在性 HA が TGF-β1 シグナル経路を介して、細胞浸潤とEMT 誘導の促進に関与する可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
がん細胞がアポトーシスを回避する戦略の１つにスフェロイド形成があり、イヌ乳腺腫瘍ではヒアルロン酸（HA）が細胞集団の形成に寄与することが明らかになっている。HA とTRPチャネルの関連性を示す知見を踏まえて、がんスフェロイド形成とアポトーシス回避に寄与するHAとTRPチャネルの関与を明らかにすることが本研究の目的である。
本研究によって、細胞接着が阻害されたMCF-7 細胞における HA-CD44 経路の活性化は細胞生存に関連があると思われ、HAによって TRPV1 の活性が低下することによって、アポトーシスを回避している可能性が考えられた。その1つの理由として、機能が異なるとされる分子量が異なるHAを用いて、直接的なTRPV1活性の抑制を示すことができたことは重要であると思われた。しかしながら、内在性 HA が TGF-β1 シグナル経路を介して、細胞浸潤とEMT 誘導の促進に関与する可能性が示唆されたが、それにかかわるTRPチャネルの探索はまだなされていないので、今後の検討課題になる。
以上の研究成果をさらに展開して、HAとTRPV1チャネルの相互作用の違いをもとにして、がんスフェロイド形成とアポトーシス耐性能、浸潤能ががん細胞種で異なる現象を明らかにすることも必要になる。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度では、poly-HEMAコート培養ディッシュ（がんスフェロイドの形成）や３次元真皮モデル（がん細胞集団の浸潤能）を活用して、アポトーシスから回避する機構としてのHAとTRPV1チャネルとの相互作用を纏めていく予定である。
また、これらの相互作用の違いをもとにして、がんスフェロイドの形成とアポトーシス耐性能ががん細胞種（MCF-7, MDA-MB-231）で異なる現象を明らかにしていく。その為にも、whole-cell パッチクランプ法によるHA産生とTRPV1活性との機能的連関について検討を加える。
TRPV1の活性化薬・阻害薬投与によって、HA接着が寄与するスフェロイド形成が抑制されアポトーシスを惹起できるか否かならびに浸潤能を抑制するか否かの検討を通じて、がん薬物療法を探索する取組みを継続していきたい。
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