2018 Fiscal Year Annual Research Report
口腔がん幹細胞におけるオルガネラストレス応答の役割の解明
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18H02973
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
西頭 英起 宮崎大学, 医学部, 教授 (00332627)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高雄 啓三 富山大学, 研究推進機構 研究推進総合支援センター, 教授 (80420397)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 小胞体 / ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
根治を妨げる“がんの高度悪性化”をもたらす要因の一つとして、がん幹細胞仮説がある。がん幹細胞は、口腔領域においても実証されており、そのメカニズム解明は、次世代の分子標的治療薬開発に繋がると期待される。本研究では、がん幹細胞の増殖と分化へのオルガネラストレス応答の役割を解明し、さらに、その制御によりがん幹細胞を低浸潤性、低転移性がんへと分化させることを目指している。具体的実績概要は下記のとおりである。
口腔がん幹細胞の単離と培養：扁平上皮がんと唾液腺がん細胞より、CD44+CD271-を指標としてセルソーターにより、がん幹細胞を単離した。単離したがん幹細胞は、スフェロイド形成に最適化された無血清培地により培養した。これにより、口腔領域腫瘍におけるがん幹細胞の存在を実証した。
口腔がん幹細胞におけるオルガネラストレス応答の役割の検討：①ERstress resに関する検討：申請者が同定した、小胞体品質管理に必須の分子Derlin-1を遺伝子欠損することで誘導される小胞体ストレスは、幹細胞の活動期から静止期への移行を破綻させ、細胞周期を活性化し異常増殖させる。そこで、Derlin-1遺伝子欠損による口腔がん幹細胞のスフェロイド形成への影響を検討した。②ミトコンドリアストレウスに関する検討：幹細胞の未分化性維持には、ミトコンドリア酸化的リン酸化の抑制と解糖系の活性化が関与する。申請者らは、解糖系酸化的リン酸化のスイッチに、ミトコンドリアストレスによる小胞体センサー分子PERKの特異的活性化が関与することを見出している。そこで、ミトコンドリアストレスのみを受容できないPERKMito-negativeあるいは活性化体PERKMito-activeをCRISPR/Cas9により遺伝子導入したマウスを作出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記概要に従った研究を実施した結果、下記の結果を得た。
１）がん幹細胞の単離および培養に成功した。２）それらの細胞を用いて、小胞体ストレスおよびミトコンドリアストレスの関与を検討した。３）Derlin-1の幹細胞への関与を検討するため、細胞生物学的、生化学的検討により、幹細胞増殖への関与を明らかにすることができた。４）ミトコンドリアストレスとの関与について、PERKの重要性を明らかにすることができた。従って、本研究計画は順調に進捗していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、下記項目に従って研究を進める予定である。
１）口腔がん幹細胞におけるオルガネラストレス応答シグナルの検討２）3Dがん組織培養における口腔がん幹細胞共培養系の確立３）口腔がん幹細胞の増殖・分化へのオルガネラストレス応答の役割検討（in cell）４）口腔がん幹細胞の増殖・分化へのオルガネラストレス応答の役割検討（in vivo）５）口腔がん幹細胞を低浸潤性・低転移性がん細胞へと分化誘導する系の確立
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