【研究領域課題番号】20K08127 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

DNA修復 / 細胞周期 / がん / 放射線治療

【研究成果の概要】

放射線治療や細胞障害性の抗がん剤治療は、がん細胞のDNAに外的に二本鎖切断を与え、がん細胞に細胞死を引き起こすことを目標とする治療である。生成されたDNA二本鎖切断が修復されずに残存すれば細胞は死滅するが、二本鎖切断が修復されると細胞は生き残ってしまう。したがって、有効ながん治療を行うためには、正常細胞には存在せず、がん細胞のみに存在するDNA修復の制御異常の特性を捉えて治療戦略に生かすことが重要である。DNA修復は、細胞周期制御などの他の細胞機能と連携して機能し、また、多様な因子によって制御を受けていることが想定される。本研究では、DNA二本鎖切断修復を担う主要な経路の１つである相同組換え修復に関与する分子群が細胞周期制御をはじめとする他の細胞機能とどのように連携しているのかに焦点をあてて機能解析を行うことを通じて、放射線治療を含むがん治療の最適化のための治療戦略を提唱するための基本原理を確立することを目指している。昨年度までに、正常の網膜上皮細胞においていくつかの相同組換え関連分子の発現を抑制し、G0/G1期に細胞周期を同調させた後の細胞周期の進行に与える影響を解析したところ、いくつかの相同組換え関連分子の発現抑制によって細胞周期の進行が遅延する現象が見られることが分かっていた。今年度に入り、これらの発現抑制細胞において、G0/G1期同調後にリリースした後、時系列毎に細胞を回収し、Rbリン酸化状態を調べたところ、相同組換え関連分子の発現抑制群の細胞では、Rbのリン酸化が著明に遅延していることが分かり、相同組換え関連分子がG1期からS期への進行に促進的に働いている可能性が示唆された。相同組換え修復は、S期後半からG2期に限定して働くことから、相同組換え修復とは異なるメカニズムによって相同組換え関連分子がG1期の細胞周期進行を制御している可能性を考え、解析を進めている。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究領域課題番号】19H03505 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん抑制遺伝子 / 複製 / DNA修復 / DNAダメージ / 複製ストレス / SLFN11 / バイオマーカー / がん遺伝子 / 抗がん剤 / トランスジェニックマウス / がん / がん抑制因子 / DNA損傷 / PARP阻害剤 / 白金製剤 / 細胞周期 / 薬剤耐性 / MYC / クロマチン / プラチナ感受性 / 抗がん剤耐性

【研究成果の概要】

DNA障害型抗がん剤の感受性を飛躍的に高めるSLFN11について研究した。SLFN 11がクロマチン構造を変化させ、免疫やストレス応答に関する遺伝子発現を高めることを報告した。ヒト正常Bリンパ球の分化段階におけるSLFN 11の発現変化を報告した。SLFN 11の発現制御因子やB細胞由来血液腫瘍の抗がん剤選択に繋がる発見である。SLFN11とある種のがん遺伝子とは共存できないことを明らかにし、SLFN11ががん抑制遺伝子として機能する可能性を裏付けた一方で、正常に比べてがん細胞でSLFN11の発現が高まるケースが多々あり、SLFN11を単純ながん抑制遺伝子として考えるのは難しいことがわかった。

【研究の社会的意義】

半世紀の間、化学療法の第一線で使用されている白金製剤などのDNA障害型抗がん剤に、いまだ効果予測バイオマーカーが存在しない中、薬剤感受性増強作用を持つSLFN 11はバイオマーカーとして期待されている。本研究成果により、SLFN 11がどのがん種でどの程度の割合で高発現しているのかを明らかにでき、今後どのがん種についてSLFN 11研究を進めていくべきかの道筋が立った。また、SLFN 11の新たな機能や正常細胞での発現制御を明らかにできたことから、抗がん剤のSLFN 11を介した新規作用メカニズムや、抗がん剤の感受性を高める戦略を提唱できた。SLFN 11を標的とする抗がん治療の土台を築いた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分野】腫瘍生物学

【研究領域課題番号】15H06146 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん / 細胞機能ネットワーク / Rad54B / 細胞周期 / E2Fファミリー

【研究成果の概要】

これまでの研究でRad54Bは様々なタンパク質と相互作用することで、細胞内の種々の機能を発揮する分子機構の間の相互調整を行うネットワークを形成し、がんの制御を行っていることが明らかとなっている。多くのがん組織においてRad54Bの量が増加しており、がんの悪化と関係していた。当研究では、Rad54Bの量がどのように制御されているかを明らかにするために実験を行った。
その結果、Rad54Bの量は、細胞が分裂中において高くなり、分裂停止期において低くなることが判明した。従って、Rad54Bを中心とした相互調整ネットワークは、細胞の分裂と同期しながらその機能が制御されていることが明らかとなった。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2015-08-28 - 2017-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】19570124 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肝細胞増殖因子 / 癌 / HepG2 / 癌抑制因子 / p16 / Id1 / 不可逆的増殖停止 / 細胞周期 / シグナル伝達 / Ets

【研究成果の概要】

HGF による肝癌細胞株HepG2の増殖抑制の鍵となるErkの強活性化には、HGF受容体c-Metにアダプター因子Grb2とGab1が結合することが必要であることを明らかにした。また、HGF刺激により転写制御因子Id1の発現量が減少し、それにより癌抑制因子p16が発現上昇することを見出した。Id1とp16は不可逆的細胞変化である細胞老化に係わることから、HGF刺激が不可逆的増殖停止を誘導する可能性を検討した結果、48時間以上のHGF刺激によりHepG2細胞の増殖停止が不可逆的になることを見出した。この結果は、HGF刺激により癌細胞が癌細胞でなくなることを示す重大な発見となった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】臨床獣医学

【研究領域課題番号】17208027 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

獣医学 / 癌 / シグナル伝達 / 遺伝子 / シグナル分子 / 細胞増殖 / 細胞周期 / 肥満細胞腫 / 転写因子 / 分子標的 / イヌ / 突然変異

【研究成果の概要】

イヌ肥満細胞腫臨床サンプルに関し、c-kit遺伝子の全領域について遺伝子変異の検索を行い、細胞膜直下領域の遺伝子変異が12%程度の症例に認められたものの、その他88%の症例におけるc-kit遺伝子は、野生型であることを示した。また、変異型c-kit遺伝子を用いて遺伝子導入実験を実施したが、腫瘍性増殖が誘導されなかった。このことから、c-kit遺伝子の変異が腫瘍性増殖の根幹ではなく、それ以外の細胞内分子にも何らかの異常が併発することで腫瘍性増殖が誘導されていることが示唆された。肥満細胞腫細胞ではD型サイクリンの過乗発現、Bcl-2ファミリー分子Mcl-1の過剰発現、Bcl-2抑制性BH3ファミリータンパクの低発現、p21・p27・p53などのガン抑制遺伝子の低発現が認められた。また、転写因子NF-κBやAP-1が活性化しており、これらの分子標的阻害剤によって細胞周期の進行が阻止され、細胞の増殖が抑制されることが明らかとなった。その活性化を誘導する上流の細胞内シグナル分子として、PI3キナーゼ系の下流でS6キナーゼが強く活性化しており、転写を制御するS6リボソーマルプロテインの発現が亢進していることが明らかとなった。さらに、c-kit遺伝子に変異を有さず、高親和性IgEレセプターを発現する新しいイヌ肥満細胞腫株を樹立し、その成果を論文発表した。c-kit遺伝子変異以外の腫瘍化あるいは腫瘍性増殖促進メカニズムを検索する目的で、症例サンプルや数種のイヌ肥満細胞株を用いて、各種サイトカインおよびそのレセプターの発現とグレード(悪性度)との関連を検討した。肥満細胞種の多くが、IL-3や-6、GM-CSF、SCFなどの増殖因子を自ら産生し、それらのレセプターも発現していること、それらを中和することで細胞増殖が抑制されることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】49,140千円 (直接経費: 37,800千円、間接経費: 11,340千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】15570154 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞周期制御 / 細胞増殖 / がん / アポトーシス / シグナル伝達 / 細胞周期 / ゲノム複製 / EBウイルス / MAPK

【研究成果の概要】

真核細胞の細胞分裂は染色体複製の完了に始まり、染色体の凝縮、核膜の崩壊から、染色体の分離、細胞質の分裂、娘細胞での核形成へと続く一連の動的な過程であり、その制御機構の解明は生命現象を理解する上で最も重要な課題の一つである。これまでに細胞分裂を制御するリン酸化酵素の存在が知られているが、最近の研究から、細胞膜近傍を起点とするシグナル伝達経路において極めて重要な機能を持つリン酸化酵素が分裂期に強く活性化されることが明らかになり、細胞外刺激に応答するシグナル伝達機構と細胞分裂の制御機構が密接に関連していることを示唆しており、細胞分裂機構の解明には両機構を統合的に理解することが必要と思われる。そこで、細胞周期分裂期に於いて細胞周期に依存してチロシンリン酸化されるシグナル伝達分子の検索を行い、チロシンキナーゼの下流で機能するシグナル分子として同定したDokが細胞分裂期に極めて強くチロシンリン酸化されることを発見した。また、その優性阻害性(dominant negative)変異体の過剰発現が細胞分裂の中期以降においてアポトーシスあるいは細胞分裂の破綻(catastrophe)を招くという予想外の知見を得た。さらに、Dokの優性阻害性変異体が、G1期あるいはS期においては核内に局在することも判明した。以上の結果は、Dokが細胞周期の進行に深く関与していることを示唆しており、Dokは重要な生理機能を担っていると推測された。そこで、Dok遺伝子欠損マウスの詳細な解析を行った。その結果、Dok欠損マウスはヒトの慢性骨髄性白血病に類似した病状を呈し、骨髄球はアポトーシス感受性が亢進していることが判明した。したがって、生体においてDokは細胞増殖つまり細胞周期の制御に重要であることが明らかになった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,200千円 (直接経費: 3,200千円)