| 研究課題/領域番号 |
20K07042
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| 研究機関 | 和歌山県立医科大学 |
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研究代表者 |
長田 茂宏 和歌山県立医科大学, 薬学部, 教授 (40263305)
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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 | ヒストン / メチル化酵素 / エピジェネティクス |
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| 研究実績の概要 |
がんは日本人の死亡原因第一位であり、発症の分子機構解明、新たな抗がん剤の開発および有効な利用法が課題とされている。発がんおよびがんの悪性化の仕組みの解明が進んでおり、遺伝子が変異することだけではなく、遺伝子を核に収納しているヒストンタンパク質の修飾も関与していることが明らかにされている。
肝化学発がん初期過程に発現変化するヒストン修飾酵素などのクロマチン上の反応に関わるタンパク質を複数同定しており、それらの機能解析を進めている。今年度は、遺伝子発現制御などに関わるアルギニン残基メチル化酵素coactivator-associated arginine methyltransferase 1 (CARM1)/ protein arginine N-methyltransferase 4 (PRMT4)およびリシン残基メチル化酵素PR-SET7阻害剤の既存の抗がん剤に対する影響を検討した。CARM1は核内受容体の転写共役因子として単離され、ホルモン依存的に増殖するがんにおいて注目されてきたが、それ以外のがんにおいても過剰発現が報告されている。阻害剤感受性の検討には、野生型がん抑制遺伝子TP53をもつ肝がん由来HepG2細胞および変異型TP53遺伝子をもつHuH7細胞を用いた。がん細胞の特徴のひとつとして、足場非依存的に増殖能がある。この獲得は浸潤、転移能に繋がり、がんの悪性化に関与する。そのため、足場非依存的細胞増殖能に対する影響を検討するため、低接着条件における阻害剤感受性の検討も合わせて行った。
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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
アルギニンメチル化酵素CARM1は様々ながんで過剰発現していることから、その阻害剤の探索がなされている。しかし、細胞において阻害活性を示す化合物の報告は少なく、個体において阻害活性を示す化合物は一種類のみである。肝がん治療の一次治療薬ソラフェニブ、レンバチニブ、二次治療薬レゴラフェニブなどのキナーゼ阻害薬とCARM1阻害剤の併用効果を、変異型p53を発現するHuH-7細胞を用いて検討した。一種類のCARM1阻害剤はソラフェニブの細胞増殖抑制効果を促進したが、その他の分子標的治療薬の抑制効果にはほとんど影響を与えなかった。CARM1阻害剤のソラフェニブに対する細胞増殖効果の促進は野生型p53を発現するHepG2細胞では弱く、肝がん由来細胞間で効果に違い観察された。
肝がん由来HepG2細胞、HuH-7細胞を用いて、ヒストンH4の20番目のリシン残基（H4K20）をモノメチル化する酵素であるPR-SET7の阻害剤の細胞増殖阻害活性にソラフェニブなどのキナーゼ阻害剤やヒストン修飾酵素阻害剤が与える影響を検討した。一部の阻害剤がPR-SET7阻害剤の細胞増殖阻害活性を促進した。一方で低接着培養条件において、この増殖阻害活性の促進効果はほとんど検出されなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
HuH-7細胞におけるソラフェニブの細胞増殖抑制効果をCARM1阻害剤が促進した機構について、細胞増殖および細胞死シグナルを中心に解析する。CARM1には複数のスプライシングバリアントの存在が知られており、エキソン15を欠くスプライシングバリアントCARM1.v4は一部のがんですべてのエキソンを含むCARM1.v1よりも発現割合が高い。CARM1.v4は自己メチル化活性に影響を及ぼすことから、CARM1阻害剤の効果もしくは抵抗性とスプライシングバリアントとの関係を検討する。これまでに、このスプライシングバリアントは塩化コバルト添加の低酸素模倣状態における細胞増殖能に影響を与えることを示している。低酸素模倣状態における細胞増殖にスプライシングバリアントが与える影響、阻害剤感受性についても合わせて検討する。
PR-SET7はヒストンH4の20番目のリシン残基をモノメチル化する酵素であるが、非ヒストンタンパク質のモノメチル化にも関与する。分子標的薬のH4K20モノメチル化に与える影響も含め、PR-SET7阻害剤の細胞増殖抑制効果に対する分子標的薬の促進機構についても合わせて検討する。H4K20ジメチル化およびトリメチル化は他の酵素によることが示されているが、H4K20トリメチル化はいくつかのがんで減少することが報告されている。PR-SET7阻害剤による細胞増殖抑制過程におけるH4K20状態についても合わせて検討する。
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