| 研究課題/領域番号 |
26860974
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
村田 泰彦 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40716172)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | mTOR / 低酸素状態 / 低栄養状態 / 放射線抵抗性 / 癌幹細胞 |
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| 研究実績の概要 |
腫瘍組織において酸素/栄養状態は毛細血管からの距離に従って低下し、一部の細胞群は放射線抵抗性を獲得する。低酸素状態が細胞の放射線抵抗性に関与することはよく知られているが、低栄養状態と細胞の放射線感受性との関係は不明な点が多い。本研究の目的は、低酸素/低栄養状態での放射線抵抗性に対するmTORの関与を明らかにし、癌幹細胞等の低酸素/低栄養状態での放射線抵抗性を選択的に解除する分子標的を探求することである。
研究代表者は、mTORが低栄養状態で活性化する肝癌細胞株（HepG2およびHuH6-Clone5）および不活性化する繊維芽細胞株（LM217）を発見し、低栄養状態による放射線感受性の変化との相関を見出した。mTORの活性化に関連する作用因子としてmTOR活性を抑制するAMPKおよびmTOR活性を亢進するAktの活性化を解析したところ、コントロール細胞を含む全ての細胞株において活性化されていた。また、mTOR活性化に関連する別の作用因子としてATMおよびHIF1αの活性化も解析したが、mTOR活性化との関係は認められなかった。低栄養状態におけるmTORの活性化にはAktの活性化が関与する可能性が考えられる。次に、放射線感受性とmTORとの関係を明らかにするため、低栄養状態においてsiRNAまたはラパマイシン(mTORC1特異的抑制剤)によるmTOR特異的な抑制をHepG2において試みたところ、低栄養状態でmTORが活性化する細胞の放射線感受性の低下が認められた。また、細胞周期解析も行ったが、低栄養状態でmTORが活性化する細胞において放射線抵抗性となるS期の割合は増加しており、放射線高感受性との関係は認められなかった。以上より、mTORC1は低栄養状態の肝癌細胞株において活性化され、放射線感受性に関与する可能性が示唆された。
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| 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
本年度では、mTORC1が低栄養状態の肝癌細胞株において活性化され、放射線感受性に関与する可能性を示すことができた。これは代謝と放射線感受性の関係性を示唆しており、低酸素状態だけでなく、低栄養状態も放射線感受性に影響を与える要因のひとつになり得ると考えられ意義深い。これらの成果は国際学会および査読付き国際誌において公表されている。以上よりおおむね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
低酸素かつ低栄養状態におけるmTORの活性化が放射線感受性に及ぼす影響を解明する。腫瘍組織は正常組織に比べ低酸素かつ低栄養状態にあり、また放射線抵抗性であることも踏まえると、mTORの活性化が放射線抵抗性に関与している可能性が高い。コロニーフォーメーションアッセイによる低酸素かつ低栄養状態における細胞の生存率解析、ウェスタンブロット法によるmTOR活性化および上下流のシグナル伝達解析やsiRNAによるmTORの特異的抑制を実施し、低酸素/低栄養状態での放射線抵抗性に対するmTORの関与を明らかにする予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度は、研究により得られた成果を国際学会および国際誌に公開しており、研究は順調に進展している。しかし、対外的な活動に伴った実験消耗品および試薬などの購入の遅れにより当該助成金が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
低酸素かつ低栄養状態におけるmTORの活性化が放射線感受性に及ぼす影響を解明するために以下の消耗品を使用予定である。タンパク質検出に係る抗体やメンブレン類、細胞培養実験に用いる新規細胞株、培養液、ディッシュ、ピペット等の細胞培養関連製品に加え、siRNAの作成・購入、阻害剤の購入といった消耗品を想定している。また、学会参加や打ち合わせ等の出張に伴う旅費、その他、論文投稿に係る英文校正や投稿料などが見込まれる。
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