新しい網羅的遺伝子解析による食道癌の薬剤、放射線耐性遺伝子の検索とそのメカニズム

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07149
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 川久保 博文 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (20286496)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 薬剤耐性 / 食道癌 / トランスポゾン / シスプラチン / 5FU / 放射線

Outline of Annual Research Achievements

ヒトゲノム上に存在する全ての遺伝子をスクリーニング可能であるトランスポゾンを用いて、食道癌に対するシスプラチン、5-FU、放射線耐性遺伝子の新しい網羅的解析に関する研究において、以下のような研究を施行した。
1. 食道癌細胞においてTransposon tagged cellの樹立した。各種細胞へトランスポゾンを用いて、CMVプロモーターとピューロマイシン耐性遺伝子を導入し、ピューロマイシンによるselectionを行い、細胞一つ一つにおいてCMVプロモーターがゲノム上のランダムな位置に挿入された細胞プールである、Transposon tagged cellの樹立した。 食道癌細胞株TE4,5,9,15の他に、KYSE細胞株においてTransposon tagged cellの樹立に成功した。
2. KYSE細胞株での野生型細胞株がシスプラチンで全滅する薬剤濃度を決定した後、樹立したtransposon tagged cell を用いて、その濃度の薬剤を添加した。CMVプロモーターにより薬剤耐性に関与する遺伝子を過剰発現した細胞はsingle cellとして生き残り、3週間程度培養することでコロニーを形成した。KYSE細胞株についてシスプラチン耐性株を獲得した。
3. TE4シリーズで同定された37種類のシスプラチン耐性遺伝子37のうち薬剤耐性と関係のありそうなTRIM16Lに関してReal time PCRにて遺伝子のoverexpressionを認めた。
4. それぞれのシスプラチン耐性株が野生株と比較し、実際にシスプラチン耐性を獲得していることを確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

トランスポゾンを用いた網羅的遺伝子解析の手法によって37の候補遺伝子が同定され、その中にはMRP1 (Multidrug resistance protein1)を含んでおり、既知の耐性遺伝子を含んでいることより、この実験手法が十分に機能していることが確認できた。候補遺伝子のうちTRIM16に関して実際にReal time PCRにて遺伝子のoverexpressionを認めた。JAK2遺伝子に関してはReal time PCRにて遺伝子のdown expressionを認めた。
TRIM16 overexpression細胞株と野生型細胞株にシスプラチンを暴露し、シスプラチン耐性をMTT assayにて検証し、シスプラチンへの耐性を証明した。TRIM16overexpression細胞株に対しsiRNAにてTRIM16をknockoutして、シスプチン耐性が消失することを確認した。

Strategy for Future Research Activity

同定したそれぞれの遺伝子が実際に薬剤耐性遺伝子であることの確認する。
1. 耐性遺伝子を食道細胞野生株へ導入し、シスプラチン耐性が生じるか否かを検証する。2. 耐性遺伝子を有する食道癌野生型細胞株からsiRNAにて遺伝子をknockdownし、シスプラチンへの感受性が上がるかを検証する。3. マウスxenograftでの薬剤耐性の判定。食道癌野生株と、耐性遺伝子を導入した治療耐性株のマウスxenograftモデルを作成し、シスプラチンによる治療効果を判定する。4. 臨床検体における遺伝子発現状況と薬剤効果との相関を評価する。

Causes of Carryover

効果的な物品調達を行い、まだ調査研究費、成果報告する段階ではないため、費用としての国内及び;国外旅費、謝金、その他の支出を最小限としたため。翌年度のマウスの購入費用、抗体、試薬費用、細胞培養機器、培養液などの購入費用、調査研究費、成果報告費用として国内及び;国外旅費に充てる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Downregulation of cytochrome c oxidase 1 induced radioresistance in esophageal squamous cell carcinoma. (2017)
  • Author(s): Takesue T, Kawakubo H, Hayashida T, Tsutsui M, Miyao K, Fukuda K, Nakamura R, Takahashi, , Wada N, Takeuchi H, Kitagawa Y
  • Journal Title: Oncology letter Volume: 14(4) Pages: 4220-4224
  • DOI: 10.3892/ol.2017.6699
  • Peer Reviewed