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2021 年度 実施状況報告書

リボフラビン経路を標的とした新規膵臓がん治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K07558
研究機関北海道大学

研究代表者

大塩 貴子  北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教 (80723238)

研究分担者 園下 将大  北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (80511857)
市川 聡  北海道大学, 薬学研究院, 教授 (60333621)
藤井 清永  第一薬科大学, 薬学部, 教授 (10278327)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード膵がん / リボフラビン / ショウジョウバエモデル
研究実績の概要

膵がんは、種々のがんの中で最も予後が悪い。その新規治療法の開発は極めて重要な福祉課題だが、長年の研究にもかかわらず詳細な発生機序や有効な治療標的は十分に解明されていない。
申請者らはこれらの解析を一層推進すべく、膵がんの中でも最も予後が悪い患者群で観察される4遺伝子変異を模倣した初の動物モデル、4-hitショウジョウバエを作出した。このハエを用いた網羅的遺伝学的解析により、リボフラビン(RF)代謝経路の律速酵素であるRFキナーゼ(RFK)がこれらの表現型を促進すること、RF経路阻害剤のroseoflavin (RoF) とMEK阻害薬trametinib(Tr)の組み合わせが、そのハエの生存率を大きく回復させることを明らかにした。したがって、RoFとTrの組み合わせが、膵がんの新規治療標的となることが示唆された。
そこで今年度は、RF代謝経路の治療標的因子を同定するために、4-hitハエの腫瘍においてRF代謝経路関連遺伝子をノックダウンした。その結果、RFKだけでなくその上流のRFTや下流のFLAD1をノックダウンしても、4-hitハエの致死性を優位に救済することが明らかになった。したがって、RF代謝物のうち、その最終産物であるFADの産生が、腫瘍の悪性化に関わることが示唆された。さらに、ヒト膵がん細胞を3次元培養し、RoFもしくはTr処置すると、対照細胞と比較してスフェロイドの数や大きさが抑えられた。また、ヒト膵がん移植マウスでのRoF投与実験の前段階として、免疫不全マウスでのRoFの最大耐用量を検討したところ、10 mg/kgであることが分かった。10 mg/kgのRoFをマウスに単回投与すると、最大血中濃度は7.56 uMであり、ヒト膵がん細胞株のスフェロイド形成を抑制した濃度以上であった。すなわち、RoF投与は、膵がん移植マウスの腫瘍を退縮させる可能性が考えられた。

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

今年度は、4-hitハエを用いた実験により、RF代謝経路に関わる遺伝子3種(RFT, RFK, FLAD1)全てが治療標的因子となりうることを明らかにした。さらに、マウスにおけるRoF投与量も決定した。以前に、マウスでのTr投与量も既に決定しており、今後、RoFとTrを膵がん移植マウスに投与する実験も可能となった。また、より生体内での状態を模倣すると言われている3次元培養の系も確立し、RoFやTrのヒト膵がん細胞の増殖抑制の作用機序の解明に利用できる。

今後の研究の推進方策

これまでの研究により、マウスにおけるRoFとTrの投与量を決定した。今後は、ヒト膵がん細胞を同所移植した免疫不全マウスにRoFやTr、さらにそれらを組み合わせて投与し、対照群と比較して腫瘍を優位に退縮させるか検討する予定である。さらに、その作用機序を明らかにするために、それらの腫瘍や3次元培養した膵がん細胞を用いてメタボローム解析やトランスクリプトーム解析を行う計画である。

次年度使用額が生じた理由

初年度は、新型コロナウイルス感染拡大防止のために一時期研究を停止し、支出が当初の計画より少なくなった。その分、昨年度の研究は大幅に進め、支出が計画よりも増大したが、以前に購入した試薬などを活用することにより、当初の計画よりも少なく抑えることができた。本年度は、その消耗品などの在庫が枯渇するため、また、新たな系の立ち上げを計画しているため、その費用が必要となる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Generation of combined hepatocellular‐cholangiocarcinoma through transdifferentiation and dedifferentiation in p53‐knockout mice2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Yang、Xin Bing、Yamamoto Masahiro、Goto Masanori、Ooshio Takako、Kamikokura Yuki、Tanaka Hiroki、Meng Lingtong、Okada Yoko、Mizukami Yusuke、Nishikawa Yuji
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 112 ページ: 3111~3124

    • DOI

      10.1111/cas.14996

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hepatocyte Mitogen‐Activated Protein Kinase Kinase 7 Contributes to Restoration of the Liver Parenchyma Following Injury in Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Ooshio Takako、Yamamoto Masahiro、Fujii Kiyonaga、Xin Bing、Watanabe Kenji、Goto Masanori、Okada Yoko、Suzuki Akira、Penninger Josef M.、Nishina Hiroshi、Nishikawa Yuji
    • 雑誌名

      Hepatology

      巻: 73 ページ: 2510~2526

    • DOI

      10.1002/hep.31565

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [産業財産権] 治療又は予防剤、及びがんの治療又は予防のためのRF経路阻害剤とMEK阻害剤との組み合わせ2022

    • 発明者名
      大塩貴子、園下将大、市川聡、佐藤悠介、藤井清永
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学、学校法人都築学園
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2022-026434
  • [産業財産権] AGENT FOR TREATING OR PREVENTING CANCER, AND COMBINATION OF RF PATHWAY INHIBITOR AND MEK INHIBITOR FOR TREATING OR PREVENTING CANCER2022

    • 発明者名
      大塩貴子、園下将大、市川聡、佐藤悠介、藤井清永
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学、学校法人都築学園
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      米国出願番号:17/680,97
    • 外国

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公開日: 2024-12-25  

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