Elucidation of utilization of iron in mitochondria of bladder cancer cells and its clinical application

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K11026
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 中井 靖 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (90445065)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 清秀 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (50264867) ; 三宅 牧人 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (80601400)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 鉄 / 膀胱癌 / アミノレブリン酸 / ミトコンドリア

Outline of Annual Research Achievements

1, 膀胱癌細胞株T24,MGHU3にクエン酸第一鉄ナトリウム(SFC)を投与するとT24では、0.3mM以上で有意に細胞の増殖が促進され、MGHU3では0.6mMで細胞増殖が促進された。5-アミノレブリン酸(ALA)を処理したところ、T24、MGHU3において、1mM以上で有意に細胞の増殖が抑制された。
2,フェリチン、トランスフェリンの発現をウエスタンブロットで検討した。0.5mMSFCで処理した検体ではフェリチン、トランスフェリンの発現が亢進し、1mMALAで処理した検体では、フェリチン、トランスフェリンの発現が低下していた。さらに、ミトコンドリアにおけるFe2+の発現は、0.5mMSFCで発現は亢進、5-ALAでは低下していた。
3, T24でのみ siRNAによるフェロケラターゼの発現低下を確認でき、1mMALAで処理しても、細胞増殖の低下は認められなかった。T24細胞株において、ミトコンドリア内の呼吸機能を評価した。SFCで処理した検体ではミトコンドリアでの呼吸能が低下し、5-ALAで処理した検体では呼吸能が亢進していた。
4, T24およびMGHU3において、SFCおよびALAによるアポトーシスや細胞死はコントロールと比較し変化は認められなかった。ALAで処理したT24およびMGHU3では、コントロールと比較してG1期の割合が増加していた。
5,0.05% N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) nitrosamineを用いた膀胱癌マウスにおいて、5-ALAを経口投与したマウスでは、腫瘍の増殖が抑えられていた。以上から、鉄の投与により細胞増殖が促進し、5-ALAの投与により鉄の利用が進み、細胞増殖が抑制される可能性が示唆された。さらにその機序としては当初考えていたアポトーシスではなく、G1 arrestによる可能性が示唆された。