The sensitivity to anticancer drugs in special population patients: Effect of an increase in blood bile acid concentration and mechanism analysis.

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K07137
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 鈴木 小夜 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (90424134)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 智徳 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (30251151)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: がん / 胆汁酸 / 薬剤反応性 / スペシャル・ポピュレーション

Outline of Annual Research Achievements

特別な背景を有するスペシャル・ポピュレーションに対する化学療法の実施には臨床症状や治療方針、リスク・ベネフィットを考慮した適切な用量調節が必要である。本研究では、近年、遺伝子の転写発現調節を司る生理活性物質として注目されている胆汁酸に着目し、特に、胆汁うっ滞型肝障害や肝外胆管の閉塞等に伴う血中胆汁酸濃度上昇や変動が、がん細胞の増殖及び抗がん剤感受性に及ぼす影響とその機序について明らかにし、血中胆汁酸濃度上昇を呈する病態を有する患者のがん特性や使用抗がん剤を考慮した治療個別化を目指すものである。
我々はこれまでに、胆汁酸成分ケノデオキシコール酸（CDCA）が抗がん剤非曝露時にはヒト乳がん細胞株MCF-7の細胞増殖に影響しないが抗がん剤ドキソルビシン（DXR）曝露時には薬剤感受性を低下させることを見出している（未発表）。そこで本研究1年目の2021年度は、MCF-7を用いて胆汁酸のがん細胞増殖及び薬剤感受性に影響を与えるメカニズムについて検討した。胆汁酸がデュアルアゴニストとして作用する胆汁酸受容体TGR5 (Transmembrane G protein-coupled Receptor 5)及びFXR（Farnesoid X receptor）の下流のシグナル伝達分子や関連分子計22種類についてCDCA及びDXR曝露前後における遺伝子発現変化を調べた。その結果、TGR5を起点とする細胞周期の進展に関わる分子やDXR耐性に関与することが知られているタンパク質をコードする遺伝子、さらには細胞保護的に作用する可能性のある分子の遺伝子発現量が増加していることが明らかとなった。
研究計画2年目は、胆管結紮処理等による胆汁うっ滞・担がんモデルマウスを用いたin vivo 実験により、血中胆汁酸濃度上昇を呈する病態が乳がんの増殖及びDXR治療反応性への影響について検討する予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究1年目の2020年度の取り組みにより、胆汁酸成分CDCAが乳がん細胞に対するDXR感受性を低下させるメカニズムにつながるキーとなる複数の分子を見出すことができた。
ヒト乳がん細胞を用いた in vivo 実験によりCDCAがDXR感受性を低下させる現象を示し、その現象を説明し得る複数の候補メカニズムに絞ることができたため、2年目は胆管結紮等による胆汁うっ滞・担がんモデルマウス（in vivo 実験）による検証作業に進めることが可能であり、さらにin vivo 実験における腫瘍組織や血清などの採材を用いた検討により、in vitro実験により得られた作用メカニズムの検証も可能である。本研究課題の進捗状況はおおむね順調と考える。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題2年目の2021年度は、胆管結紮もしくは胆汁酸混餌や腹腔内投与により血中高濃度胆汁酸モデル動物を作製し、これらに乳がん細胞株を移植した胆汁うっ滞・担がんモデル動物を用いて、胆汁酸による腫瘍増殖および抗がん剤DXR治療反応性について検証する。さらにその腫瘍組織や血清などの採材を用いて、2020年度に実施したin vitro 実験で見出した作用メカニズムについての検証を行う。
3年目の臨床研究（後方視的カルテ調査研究）についての準備も並行して準備する予定である。

Causes of Carryover

当初、本研究課題初年度である2020年度に、胆管結紮モデルマウスを用いたin vivo 実験を実施する予定にしていた。しかし2020年度COVID-19 pandemicにより、胆管結紮モデル作製の予備検討が途中で中断したことに加え、並行して進めていたin vitro実験によるメカニズム解析の作業が順調に進んだため、2020年度はin vitro実験によるメカニズム解析を中心に作業を進めたことが、次年度使用額が生じた理由である。2021年度は繰り越した次年度使用額と2021年度助成金と合わせてin vivo 実験を実施する予定である。