ＲＮＡ工学を用いたがん放射線感受性増感のための分子標的治療

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23390301
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 栗政 明弘 鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (80343276)
• 研究分担者: 岡安 隆一 独立行政法人放射線医学総合研究所, 放射線防護センターリスク低減化研究プログラム, 主任研究員 (50356135)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: DNA損傷 / RNA / アプタマー / 放射線 / がん

研究概要

高次構造を形成し、リン酸化部位に結合活性を有する人工合成したRNAアプタマーを用いて、がん細胞の放射線感受性を制御する新しい放射線増感剤の開発を目指している。これまで、DNA2本鎖切断損傷の非相同末端結合修復（NHEJ) に関わるキナーゼであるDNA-PKcsの、特に自己リン酸化部位と想定される複数のペプチド配列に対して、これに結合するRNAアプタマーをSELEX法を用いて合成を試みてきている。
本年度は、まずアプタマーに関して、RNAi発現用レンチウイルスベクターシステムを用いて、RNAiの代わりにアプタマーを発現するレンチウイルスベクターを構築した。その結果、3カ所の自己リン酸化部位（T2638、S4102、T2041)に、4種類のアプタマー発現ベクター(S4102に対して2カ所）ならびにランダム配列のコントロール用アプタマーを構築出来た。
一方、アプタマーによる細胞影響評価の手法確立のため、DNA2本鎖切断損傷に集積する53BP1のフォーカスにより、DNA損傷の形成・修復を評価するシステムの構築を行ってきた。培養細胞であるU2OS由来の細胞を用いた蛍光ライブセルイメージングにより、放射線類似薬剤ネオカルシノスタチン、抗癌剤であるトポイソメラーゼ阻害剤カンプトテシン、エトポシドによる細胞周囲依存的DNA2本鎖切断損傷の評価と、チェックポイント活性化による細胞周期の乱れを検出するシステムの構築をすすめることができた。

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

大学共通機器である放射線照射装置の故障と、その更新に手間取っていたため、放射線の細胞影響評価ができなかった。しかしそれに換わる蛍光ライブイメージングによる評価システムの構築を図ることができた。

今後の研究の推進方策

レンチウイルスベクターによるアプタマー発現を培養がん細胞に対して行い、アプタマーの細胞への放射線増感作用を評価していく。また、蛍光ライブセルイメージングによる53BP1フォーカスを評価することによる放射線影響を検討していく。

研究成果

• [雑誌論文] Differential Radiosensitivity Phenotypes of DNA-PKcs Mutations Affecting NHEJ and HRR Systems following Irradiation with Gamma-Rays or Very Low Fluences of Alpha Particles. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lin YF, Nagasawa H, Little JB, Kato TA, Shih HY, Xie XJ, Wilson PF Jr, Brogan JR, Kurimasa A, Chen DJ, Bedford JS, Chen BP
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9(4) ページ: e93579
  • DOI: 10.1371
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parg deficiency confers radio-sensitization through enhanced cell death in mouse ES cells exposed to various forms of ionizing radiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirai H, Fujimori H, Gunji A, Maeda D, Hirai T, Poetsch AR, Harada H, Yoshida T, Sasai K, Okayasu R, Masutani M.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 435(1) ページ: 100-6
  • DOI: 10.1016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective enhancing effect of early mitotic inhibitor 1 (Emi1) depletion on the sensitivity of doxorubicin or X-ray treatment in human cancer cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu N, Nakajima NI, Tsunematsu T, Ogawa I, Kawai H, Hirayama R, Fujimori A, Yamada A, Okayasu R, Ishimaru N, Takata T, Kudo Y.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 288(24) ページ: 17238-52
  • DOI: 10.1074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualisation of γH2AX foci caused by heavy ion particle traversal; distinction between core track versus non-track damage. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakajima NI, Brunton H, Watanabe R, Shrikhande A, Hirayama R, Matsufuji N, Fujimori A, Murakami T, Okayasu R, Jeggo P, Shibata A.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8(8) ページ: e70107
  • DOI: 10.1371
  • 査読あり
• [雑誌論文] The complexity of DNA double strand breaks is a critical factor enhancing end-resection. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yajima H1, Fujisawa H, Nakajima NI, Hirakawa H, Jeggo PA, Okayasu R, Fujimori A.
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst). 巻: 12(11) ページ: 936-46
  • DOI: 10.1016
  • 査読あり
• [学会発表] ＤＮＡ2本鎖切断損傷ライブセルイメージングによる損傷フォーカス形成と細胞周期の乱れの評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗政明弘
  • 学会等名: 日本放射線影響学会 第56回大会 ワークショップW10「DNA損傷のセンシングと分子細胞応答の最前線」
  • 発表場所: 青森、クラウンパレス青森
  • 年月日: 20131018-20131020