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2021 年度 実施状況報告書

GGCTによる代謝変容が誘導する新規Hedgehog経路活性化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K07623
研究機関京都薬科大学

研究代表者

中田 晋  京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (80590695)

研究分担者 飯居 宏美  京都薬科大学, 薬学部, 助教 (00597768)
藤田 貢  近畿大学, 医学部, 准教授 (40609997)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードGGCT / 代謝リプログラミング / ヘッジホッグ経路 / 低酸素応答シグナル
研究実績の概要

がん細胞およびHEK293細胞において、GGCTの発現上昇はHif1aの発現を増加させ、対照的にGGCTの人為的発現抑制はHif1aの発現を抑制することを発見した。すなわち、GGCTがHif1aの発現を制御することを発見した。メタボローム解析でGGCTの発現の亢進は、好気的解糖系を促進する因子であることを発見し、ワールブルグ効果を制御する全く新しい因子としてGGCTを発見した。また、Sleeping BeautyトランスポゾンシステムでヒトEGFRvIII、NRasG12V、shRNA-p53を新生仔脳室に注入し、脳室周囲の神経幹細胞に導入する技術を用いて独自に樹立した膠芽腫幹細胞モデルにおいて、GGCTの発現低下によるヘッジホッグ経路に対する影響ついて解析を行ったところ、DHHの発現がタンパク質レベルで抑制されることを発見した。さらに、ヘッジホッグ経路のターゲット遺伝子である Gli1の発現もタンパク質レベルで抑制を受けることを確認した。これらの結果は、GGCTが、Hif1aの発現の亢進とそれによるワールブルグ効果を惹起し、ヘッジホッグ経路の活性化の亢進に寄与している可能性を示唆している。すなわち、GGCTはがん代謝を攻撃するために、有用な分子標的である可能性がある。さらに、低酸素により誘導される因子としてStat5bが膠芽腫幹細胞を攻撃するための標的として有望であること、GGCTと結合する因子であるPHB2の阻害剤はp21の誘導を介して膠芽腫細胞を含むがん細胞の増殖を効率よく抑制すること、ミトコンドリア複合体I阻害剤は膠芽腫細胞の進展を制御するNFATの発現を抑制すること、さらに、GGCTを標的としたアンチセンス核酸が生体内腫瘍の進展を抑制すること、新規のGGCT阻害剤としてU83836Eという化合物をみいだし、生体内腫瘍の進展を抑制することをみいだした。

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

本研究により、GGCTががんにおける低酸素応答シグナルの全く新規の制御因子であることを、世界で初めて報告した(Cancer Gene Ther, 29:37-48, 2022)。また、膠芽腫幹細胞モデルにおいて、ヘッジホッグ経路のエフェクター転写因子である Gli2の発現が、これらの腫瘍形成能に重要な役割を果たすことを発見した(Cancer Gene Ther, 28:1339-1352, 2021)。さらに、低酸素により誘導される因子としてStat5bが膠芽腫幹細胞を攻撃するための標的として有望であること(Am J Cancer Res, 12:1129-1142, 2022)、GGCTと結合する因子であるPHB2の阻害剤はp21の誘導を介して膠芽腫細胞を含むがん細胞の増殖を効率よく抑制すること(Molecular Pharmacol, 101:78-86, 2022)、ミトコンドリア複合体I阻害剤は膠芽腫細胞の進展を制御するNFATの発現を抑制すること(Biochem Biophys Res Commun, 591:62-67, 2022)、さらに、GGCTを標的としたアンチセンス核酸が生体内腫瘍の進展を抑制すること(Anticancer Res, 42:1221-1227, 2022)、新規のGGCT阻害剤としてU83836Eという化合物をみいだし、生体内腫瘍の進展を抑制することをみいだした(Biochem Biophys Res Commun, 549:128-134, 2021)。

今後の研究の推進方策

Sleeping BeautyトランスポゾンシステムでヒトEGFRvIII、NRasG12V、shRNA-p53を新生仔脳室に注入し、脳室周囲の神経幹細胞に導入する技術を用いて独自に樹立した膠芽腫幹細胞モデルにおいて、GGCT遺伝子の発現を人為的に抑制するモデルを確立し、誘導される細胞増殖抑制効果のメカニズムについて詳細に解析する。変動するヘッジホッグ経路の関連因子として新規に見出したDHHリガンドに対し、強制発現系を用いた介入による回復実験を行い、DHH低下が増殖抑制に果たす実質的な寄与について解析する。さらに、in vivoにおける膠芽腫幹細胞の腫瘍形成能に対するGGCT遺伝子の寄与をノックダウン系を用いて検証し、治療標的としての有用性を確立する。

次年度使用額が生じた理由

差額は端数であり、研究計画の遂行に影響を及ぼさない範囲のものである。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Stat5b inhibition blocks proliferation and tumorigenicity of glioblastoma stem cells derived from a de novo murine brain cancer model.2022

    • 著者名/発表者名
      Chiami Moyama, Mitsugu Fujita, Shota Ando, Keiko Taniguchi, Hiromi Ii, Seisuke Tanigawa, Naoya Hashimoto, Susumu Nakata
    • 雑誌名

      Am J Cancer Res.

      巻: 12 ページ: 1129-1142

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Administration of Gapmer-type Antisense Oligonucleotides Targeting γ-Glutamylcyclotransferase Suppresses the growth of A549 Lung Cancer Xenografts.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Ii, Yuuya Kasahara, Harumi Yamaguma, Susumu Kageyama, Akihiro Kawauchi, Satoshi Obika, Susumu Nakata
    • 雑誌名

      Anticancer Res.

      巻: 42 ページ: 1221-1227

    • DOI

      10.21873/anticanres.15589

    • 査読あり
  • [雑誌論文] JCI-20679 suppresses autophagy and enhances temozolomide-mediated growth inhibition of glioblastoma cells2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Ando, Chiami Moyama, Naoto Kojima, Mitsugu Fujita, Kaito Ohta, Yukina Kohno, Hiromi Ii, Susumu Nakata
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 591 ページ: 62-67

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.12.113. Epub 2021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorizoline blocks the interaction between prohibitin-2 and γ-glutamylcyclotransferase, and induces p21Waf1/Cip1 expression in MCF7 breast cancer cells2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Takagi, Chiami Moyama, Keiko Taniguchi, Kota Ando, Ryohei Matsuda, Shota Ando, Hiromi Ii, Susumu Kageyama, Akihiro Kawauchi, Nora Chouha, Laurent Desaubry, Susumu Nakata
    • 雑誌名

      Molecular Pharmacol.

      巻: 101 ページ: 78-86

    • DOI

      10.1124/molpharm.121.000334

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of U83836E as a γ-glutamylcyclotransferase inhibitor that suppresses MCF7 breast cancer xenograft growth2021

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Ii, Yukie Nohara, Taku Yoshiya, Shun Masuda, Shugo Tsuda, Shinya Oishi, Jonathan Friedman, Takumi Kawabe, Susumu Nakata
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 549 ページ: 128-134

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.02.103

    • 査読あり
  • [学会発表] γグルタミルシクロトランスフェラーゼ阻害剤pro-GAはMCF7担癌マウスにおいて抗腫瘍効果を示す2022

    • 著者名/発表者名
      飯居宏美, 高木寛子, 谷口恵香, 茂山千愛美, 安藤翔太, 吉矢 拓, 野原由江, 増田 駿, 津田修吾, 影山 進, 中田晋
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] アセトゲニン誘導体JCI-20679はp-AMPKタンパク質の発現上昇とNFATc2の発現低下を介して膠芽腫幹細胞の増殖を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      安藤翔太, 小島直人, 茂山千愛美, 藤田 貢, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] マウス膠芽腫モデルにおけるStat5bを標的とした抗腫瘍メカニズムの解明2022

    • 著者名/発表者名
      茂山千愛美, 藤田 貢, 安藤翔太, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 膠芽腫細胞に対するアセトゲニン誘導体JCI-20679とテモゾロミドの併用による抗腫瘍効果2022

    • 著者名/発表者名
      岡本仁志, 安藤翔太, 茂山千愛美, 小島直人, 河野雪那, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] Fluorizolineによるがん細胞増殖抑制効果にはp21Waf1/Cip1誘導が関与する2022

    • 著者名/発表者名
      金田裕太, 茂山千愛美, 吉井 陸, 安藤孝太, 松田凌平, 安藤翔太, 高木寛子, 谷口恵香, 飯居宏美, 中田晋
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 新規アセトゲニン誘導体NK-134はヒト肺がんA549細胞の細胞増殖を抑制し担癌マウスにおいて抗腫瘍効果を示す2022

    • 著者名/発表者名
      小西洸之助, 岡本斉子, 小島直人, 江川季生, 安藤翔太, 茂山千愛美, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] γ-Glutamylcyclotransferase (GGCT)の発現抑制は膠芽腫幹細胞の増殖を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      野瀬 梢, 椎 達哉, 吉田百花, 大草由佳子, 南 京香, 茂山千愛美, 安藤翔太, 藤田 貢, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] マウス由来膠芽腫幹細胞におけるHedgehogシグナル転写因子Gli2抑制による抗腫瘍効果の検討2021

    • 著者名/発表者名
      谷川成佑, 藤田 貢, 茂山千愛美, 安藤翔太, 飯居宏美, 武内勇人, 山中 巧, 髙橋義信, 橋本直哉, 中田 晋
    • 学会等名
      第21回日本分子脳神経外科学会
  • [学会発表] Stat5bの阻害はマウスモデル由来膠芽腫幹細胞の腫瘍形成能を抑制する2021

    • 著者名/発表者名
      茂山千愛美, 藤田 貢, 安藤翔太, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] JCI-20679 はAMPKの活性化とNFAT1 の減少を介して膠芽腫幹細胞の増殖を抑制する2021

    • 著者名/発表者名
      安藤翔太, 小島直人, 茂山千愛美, 藤田 貢, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] A549肺がん担癌マウスにおけるγ-グルタミルシクロトランスフェラーゼ標的アンチセンス核酸の抗腫瘍効果2021

    • 著者名/発表者名
      飯居宏美, 高木寛子, 小比賀 聡, 中田 晋
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] 新規γ-グルタミルシクロトランスフェラーゼ酵素活性阻害剤のMCF7乳がん細胞担癌マウスにおける抗腫瘍効果とそのがん細胞増殖抑制機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      飯居宏美, 高木寛子, 谷口恵香, 吉矢 拓, 影山 進, 中田 晋
    • 学会等名
      第71回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [学会発表] JCI-20679はAMPKを活性化しNFAT1の発現を減少させ膠芽腫幹細胞の増殖を抑制する―アセトゲニン誘導体化合物の作用機序の解明―2021

    • 著者名/発表者名
      安藤翔太, 小島直人, 茂山千愛美, 藤田 貢, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      第71回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [学会発表] 生体内におけるStat5bノックダウンはマウス膠芽腫モデルの生存を改善する―Stat5bの膠芽腫に対する新規治療標的分子としての可能性―2021

    • 著者名/発表者名
      茂山千愛美, 藤田 貢, 安藤翔太, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      第71回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [学会発表] FluorizolineのMCF7乳がん細胞増殖抑制効果に対するp21Waf1/Cip1誘導の寄与2021

    • 著者名/発表者名
      安藤孝太, 松田凌平, 高木寛子, 谷口恵香, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      第71回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [学会発表] 新規アセトゲニン誘導体NK-134のヒト肺がんA549に対する抗腫瘍効果2021

    • 著者名/発表者名
      岡本斉子, 小島直人, 江川季生, 安藤翔太, 茂山千愛美, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      第71回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [学会発表] ヒト大腸がん細胞においてGGCT発現抑制が遺伝子発現プロファイルに与える影響の解析2021

    • 著者名/発表者名
      大倉啓子, 南郷玲衣, 木下晴菜, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      第71回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [学会発表] GGCT発現の人為的抑制が脳腫瘍幹細胞の遺伝子発現プロファイルに与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      野瀬 梢, 大草由佳子, 南 京香, 藤田 貢, 安藤翔太, 茂山千愛美, 飯居宏美, 中田 晋
    • 学会等名
      第71回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [備考] 京都薬科大学臨床腫瘍学分野ホームページ

    • URL

      https://labo.kyoto-phu.ac.jp/oncology/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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