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2012 年度 実施状況報告書

がんの相同組換え修復能の特性に基づいた放射線治療とPARP阻害剤の併用療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23591836
研究機関東京大学

研究代表者

細谷 紀子  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (00396748)

キーワード癌 / 相同組換え / 放射線 / PARP阻害剤
研究概要

がん治療を効果的に行うためには、がん細胞には存在し、正常細胞には存在しない核酸代謝情報の特性を踏まえることが重要である。研究代表者らは、正常の体細胞では発現せず、がん細胞において特異的に発現する減数分裂特異的シナプトネマ複合体形成分子SYCP3が体細胞で異所性に発現することによって生じる生物学的影響について検討を行い、SYCP3が体細胞では癌抑制遺伝子産物BRCA2と複合体を形成して相同組換え修復機能を抑制することにより、細胞の放射線感受性の亢進と染色体不安定性を引き起こすことを明らかにした。前年度には、PARP阻害剤のSYCP3発現細胞における有効性、および、PARP阻害剤とDNA損傷性処理の併用の有効性について検討を行い、SYCP3発現細胞がPARP阻害剤に極めて高い感受性を示すこと、また、SYCP3発現細胞において、PARP阻害剤とDNA損傷性処理を併用した場合の方が、PARP阻害剤を単独で投与した場合に比べて、殺細胞効果がより強く発揮されることを示した。今年度は、SYCP3がBRCA2と複合体を形成することにより、どのように相同組換え修復を抑制しているのかを明らかにするために、タグを付加したSYCP3と別のタグを付加した様々なBRCA2の欠失体のコンストラクトを外来性に培養細胞に共発現し、免疫沈降(IP)・ウエスタンブロット(WB)法を用いて、SYCP3と結合するBRCA2の領域の絞り込みを進めてきた。その結果、BRCA2のN末端とC末端にSYCP3が結合することが明らかになった。

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

BRCA2の機能が抑制されているSYCP3発現細胞においてPARP阻害剤が有効であることを2012年1月に国際学術誌に発表後、SYCP3の結合によるBRCA2の機能の抑制のメカニズムの解明のため、SYCP3が結合するBRCA2の領域の同定のための実験を進めてきた。BRCA2が3,418アミノ酸から成る巨大な分子であることも影響し、SYCP3との結合領域の絞り込みに時間を要したが、BRCA2のN末端とC末端に2箇所、SYCP3との結合領域があることを明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

引き続き、がん細胞において異所性に発現するSYCP3分子が、BRCA2との相互作用により、どのように相同組換え修復を抑制するかについて検討を進める。BRCA2蛋白質は3,418アミノ酸から成る巨大な分子であり、中央領域のBRC リピートモチーフおよびカルボキシル末端において相同組換え修復の中心分子RAD51と直接結合する。BRC リピートでのRAD51との結合がDNA二本鎖切断の相同組換え修復の初期過程に重要な役割を果たすことが報告されている。これまでの研究代表者の検討により、SYCP3分子が、BRCA2のBRCリピートとは異なる部位に結合することが分かってきた。これらの部位にSYCP3が直接に結合しているのかどうか、また、BRCA2の同じ領域に結合する別の分子の有無を検索し、そのような分子が存在する場合には、SYCP3との競合の有無と相同組換え修復能への影響について明らかにする。
また、SYCP3以外の減数分裂特異的分子の中にも、がん細胞で異所性に発現するものがある。これらは、体細胞における染色体の安定性に影響を及ぼすことが想定されるため、その影響と作用機序について分子レベルで検討を進める。

次年度の研究費の使用計画

本研究では、がん特異的に発現する分子を正常体細胞で強制発現させたり、がん細胞での発現を抑制したりし、放射線・薬剤感受性試験を行なうとともに、DNA損傷応答に関わる蛋白の発現の変化や蛋白間の相互作用をウエスタンブロット法、免疫沈降/ウエスタンブロット法、免疫染色法で解析する他、クロマチン免疫沈降法を駆使して、DNA損傷応答に関わる分子のDNA損傷部位へのリクルート状況の変化を見る予定である。そのため、トランスフェクション試薬、siRNA、DNA損傷応答分子の阻害剤や抗がん剤、抗体、細胞培養液などを購入する予定である。また、本研究の遂行のための情報収集、および、研究成果の発信のために、引き続き、国内外の学会への積極的な参加、研究発表、国際学術雑誌への成果発表(投稿)を行う方針であり、それらの費用にも充てる予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] The DNA damage responses: important determinants of the biological responses to radiation.2013

    • 著者名/発表者名
      Hosoya N, Miyagawa K
    • 雑誌名

      J Phys Conf Ser

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 放射線の晩発影響2012

    • 著者名/発表者名
      細谷紀子
    • 雑誌名

      BIO MEDICA

      巻: 27(5) ページ: 39-44

  • [学会発表] The meiosis-specific synaptonemal complex proteins modulate the intrinsic homologous recombination pathway in human cancer cells

    • 著者名/発表者名
      細谷紀子, 宮川清
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
  • [学会発表] The synaptonemal complex protein SYCE2 activates ATM and induces chromosome instability in tumors

    • 著者名/発表者名
      細谷紀子, 宮川清
    • 学会等名
      第74回日本血液学会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府)
  • [学会発表] がん精巣抗原によるゲノム不安定性の誘導と治療応用

    • 著者名/発表者名
      細谷紀子
    • 学会等名
      日本女性科学者の会第9回学術大会
    • 発表場所
      アルカディア市ヶ谷(東京都)
    • 招待講演
  • [学会発表] The role for a meiosis-specific protein in regulating DNA damage response and chromosome stability in cancer

    • 著者名/発表者名
      Noriko Hosoya
    • 学会等名
      第71回日本癌学会学術総会 Symposia 1 「Recent development of chromosome and genome instability research」
    • 発表場所
      札幌市教育文化会館(北海道)
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトがん細胞における異所性発現分子によるDNA損傷応答の多様な制御機構

    • 著者名/発表者名
      細谷紀子
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第55回大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県)
    • 招待講演
  • [学会発表] がんにおける減数分裂特異的分子の異所性発現の生物学的役割の解明

    • 著者名/発表者名
      細谷紀子、宮川清
    • 学会等名
      第49回日本臨床分子医学会学術集会
    • 発表場所
      みやこめっせ(京都府)

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公開日: 2014-07-24  

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