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2021 年度 実施状況報告書

Lysosomal exocytosisを介した細胞の酸性環境適応機構

研究課題

研究課題/領域番号 20K07312
研究機関大阪大学

研究代表者

船戸 洋佑  大阪大学, 微生物病研究所, 准教授 (60505775)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードPRL / lysosomal exocytosis / 酸性適応
研究実績の概要

本研究は細胞のpH応答、特に腫瘍内で見られる酸性環境に適応する仕組みとその医学生物学的意義を解明するものである。私たちはがん悪性化のドライバー分子として知られるPRLを高発現させた細胞では環境pHに対する応答性が変化しており、悪性がん組織で見られる弱酸性のpH環境下で最も盛んに増殖することを見つけている。2021年度はこのPRL高発現細胞を用いたゲノムワイドなスクリーニングから見つかってきた、候補遺伝子の解析を行った。各候補遺伝子に対するshRNAを安定発現する細胞を、その発現コンストラクトをレンチウィルスを用いて導入し、その後薬剤選択を行うことで樹立した。その後、PRL高発現細胞が環境pH応答性変化の結果、pH 8などの弱アルカリ性で脆弱となることを利用し、この環境下での生存率を判定した。その結果、候補遺伝子の中でそのノックダウンにより生存率が有意に回復するものがいくつか見られた。そして次にこれらのノックダウン細胞で各pHでのふるまいを調べた結果、実際にPRL発現による環境pH応答性変化を抑制していることを確認した。中でも特に有望なものについてはノックアウト細胞もCRISPR/Cas9法を用いて作成し、やはり環境pH応答性変化が抑制されることを明らかにしている。この遺伝子の産物はペルオキシソームでの代謝に寄与することが想定され、この結果より酸性環境適応と代謝との関連もまた新たに浮かび上がってきたと位置づけられる。

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

計画していた酸性環境適応に関わる新たな関連遺伝子の同定にも成功しており、問題なく進捗していると考えられる。

今後の研究の推進方策

今後さらに各候補遺伝子の解析を進めるとともに、今回ノックアウト細胞株での解析まで進めた遺伝子についてはさらに具体的な酸性環境適応への寄与の仕組みを調べてゆくことで、新たな酸性環境適応機構がわかってくるものと期待される。

次年度使用額が生じた理由

2021年度に行っていた候補遺伝子の解析で興味深いものが見つかり、そちらに注力したため予算の使い方に差異が生じた。またこの遺伝子については今後その動物レベルも含めた幅広い検証が必要と考えられる。より2022年度に多くの研究費を要する可能性が高く、そのことも勘案し次年度使用額を生じさせた。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Fudan University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Fudan University
  • [雑誌論文] A novel role for PRL in regulating epithelial cell density by inducing apoptosis at confluence2022

    • 著者名/発表者名
      Lohani Sweksha、Funato Yosuke、Akieda Yuki、Mizutani Kiyohito、Takai Yoshimi、Ishitani Tohru、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 135 ページ: jcs258550

    • DOI

      10.1242/jcs.258550

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The emerging roles and therapeutic potential of cyclin M/CorC family of Mg2+ transporters2022

    • 著者名/発表者名
      Funato Yosuke、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 148 ページ: 14~18

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2021.09.004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Importance of the renal ion channel TRPM6 in the circadian secretion of renin to raise blood pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Funato Yosuke、Yamazaki Daisuke、Okuzaki Daisuke、Yamamoto Nobuhiko、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 3683

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24063-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification and mechanistic analysis of an inhibitor of the CorC Mg2+ transporter2021

    • 著者名/発表者名
      Huang Yichen、Mu Kaijie、Teng Xinyu、Zhao Yimeng、Funato Yosuke、Miki Hiroaki、Zhu Weiliang、Xu Zhijian、Hattori Motoyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 ページ: 102370~102370

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102370

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Maintenance of magnesium homeostasis by CNNM and various diseases caused by its disruption2022

    • 著者名/発表者名
      船戸洋佑、橋爪脩、山崎大輔、三木裕明
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Mg2+トランスポーターCNNMの生物学的重要性と治療標的としての可能性2022

    • 著者名/発表者名
      船戸洋佑、橋爪脩、山崎大輔、三木裕明
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] がん細胞の酸性環境適応機構「acid addiction」の分子メカニズム解析2021

    • 著者名/発表者名
      船戸洋佑、本田茉子、山崎大輔、三木裕明
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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