2014 年度実績報告書

治療抵抗性癌幹細胞の酸化ストレス応答を担うNrf2機能の解明と創薬シーズの開発

研究課題

研究課題/領域番号	25670576
研究機関	大阪大学
研究代表者	工藤敏啓大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 寄附講座助教 (20593859)
研究分担者	石井秀始大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授(常勤) (10280736) 今野雅允大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 寄附講座助教 (80618207)
研究期間 (年度)	2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード	癌 / 発現制御 / 薬学
研究実績の概要	近年肺がんなどの固形癌においてNrf2の機能亢進が報告されており、癌の悪性化に貢献していることが知られている。また、癌細胞において特異的にNrf2の機能を阻害することはがんの治療にきわめて有効であると期待されているが、Nrf2が核局在タンパク質であることから創薬の標的として難易度が高いと考えられ、その阻害剤の開発は全く進んでいない。Nrf2はペントースリン酸経路の酵素遺伝子や、NADPH産生に関与する酵素の遺伝子を直接的に活性化することが知られており、癌の悪性度に関わる因子として注目されている。しかし、Nrf2が活性化することで、様々な代謝経路のどこが癌の悪質形質に関与するのかは未知であった。そこで本研究では、Nrf2を過剰発現又はノックダウンした大腸がん細胞株を用いてメタボローム解析を行いNrf2活性化時に活発に動く代謝経路の同定を行った。結果Nrf2を過剰発現した細胞に比べてNrf2ノックダウン細胞ではグルタミン代謝系、TCAサイクル、ペントースリン酸経路などの代謝経路へ大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。また、Nrf2をノックダウンした大腸がん細胞株では増殖能の低下、浸潤能の低下、薬剤への感受性の増加、アポトーシス細胞の増加が認められ、癌の悪性形質の減弱につながることが明らかとなった。次にsiRNAを用いて本研究により明らかとなったグルタミン代謝系、TCAサイクル、ペントースリン酸経路を担う各種代謝酵素のノックダウン実験を行った。それぞれの代謝酵素をノックダウンした細胞を用いて細胞増職能、浸潤能、抗癌剤感受性などへの影響を確認した。その結果グルタミン代謝系酵素をノックダウンした細胞で顕著に増殖能の低下、浸潤能の低下、薬剤への感受性の増加が認められた。また、これらの酵素の阻害剤スクリーニングを行い、１次スクリーニングまでは終了した。