【研究領域課題番号】21K07171 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

lncRNA / バイオマーカー / 放射線治療 / 放射線 / がん

【研究成果の概要】

本研究の目的は、がんの放射線応答新規バイオマーカーを長塩基長非コードRNA(long non- coding RNA :lncRNA)というものをターゲットにして確立し、その機能を見出すことです。 放射線を照射したヒトがん培養細胞(子宮頚がん由来のHeLa細胞、肺がん由来のA549細胞な ど)を用い、放射線に応答する新規lncRNAの探索とその役割や生体内メカニズムを解明します。それにより、科学的エビデンスに基づいた放射線応答新規バイオマーカー確立へとつなげます。具体的な研究計画としては、1.ヒトがん由来培養細胞において放射線特異的に応答するlncRNAの同定、2.放射線照射前後で発現・細胞内動態が変わるがん関連タンパク質因子の同定、3.同定されたlncRNAとがん関連タンパク質因子との関係の解明、4.同定されたlncRNAの機能解析の4つです。
初年度はこのうち、研究計画初期段階として肝となる1.に焦点を当てて行いました。条件検討後、実際に臨床の現場で放射線治療が広く行われているがん由来の細胞（子宮頸がん由来のHeLa細胞や肺がん由来のH1299細胞、A549細胞など）に放射線を照射し、照射前後のlncRNA発現様式を解析することで、有意に発言変動が見られるlncRNA群をいくつか見つけました。また、lncRNAを含めたRNAはタンパク質と相互作用することで、その機能を発揮することがほとんどで、加えて、放射線照射前後で発現変動するタンパク質を見つかれば、それが放射線応答時のlncRNAの機能とリンクしている可能性が高いため、タンパク質同定も重要になります。次年度にスムーズに行えるようにタンパク質同定のための条件検討も行いました。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【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】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】18K07290 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ncRNA / がん / 放射線 / 放射線治療 / バイオマーカー / lncRNA / 非コードRNA

【研究成果の概要】

非侵襲性の特徴があるがん放射線治療の重要性が増しています。本研究は、タンパク質の鋳型とならない非コードRNA(non-coding RNA; ncRNA)を切り口にして放射線治療新規マーカ ー確立を目的としました。治療モデルとして、放射線を照射した各種がん由来培養細胞を用いました。まず、定量PCRを用いた解析により、発現変動するncRNAをいくつか同定しました。また、FISH法やIF法を用いて、局在変化するncRNAやタンパク質も同定出来ました。ただ、免疫沈降法やフィルター結合法を用いたものの、これらのncRNAとタンパク質間での相互作用を確認することは出来ませんでした。

【研究の社会的意義】

放射線照射によって発現が増加したncRNAをいくつか見つけることができました。特にその中でもほとんどまだ機能がわかっていない長いncRNAであるlong non-coding RNA（lncRNA）の中からもいくつか見出すことができました。作り出されているRNAのうち、高等生物になるほど一番多くの割合を占めているのがlncRNAです。今後さらなる研究でこのlncRNAが放射線治療に関わる詳細なメカニズムが同定できれば、社会的にインパクトが大きく、かつ正確性の高いバイオマーカーを確立できて、より治療予後が良好になることが期待でき、がん患者が増えている昨今において、社会的に有意義であると言えます。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】17K10471 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

DNA損傷応答 / がん / 細胞核内微小環境 / 放射線抵抗性 / 放射線治療

【研究成果の概要】

生殖細胞におけるシナプトネマ複合体を構成する分子の１つであるSYCE2は、正常細胞では殆ど発現しないが、がん細胞では多様なレベルで発現の亢進がみられる「がん精巣抗原」でもある。本研究では、体細胞におけるSYCE2の機能解析を行い、SYCE2がクロマチン制御分子HP1αをヘテロクロマチンから引き離すことによってATM依存性のDNA二本鎖切断修復を促進し、放射線抵抗性を誘導することを明らかにした。この成果は、SYCE2が、体細胞における細胞核内微小環境とDNA損傷応答の連携機構に関わることを示唆するものである。

【研究の社会的意義】

SYCE2が細胞核内においてクロマチン制御分子HP1αをヘテロクロマチン領域から引き離すことにより、がん細胞におけるDNA修復能を増強することが明らかになり、これまで生殖における役割しか知られてこなかったSYCE2の体細胞における役割を初めて示すことができた。SYCE2はその発現レベルに応じてがん細胞のDNA修復能を規定すると考えられるため、SYCE2を発現するがんのDNA修復能力の特性に基づいた新しい治療の構築に応用できることが期待される。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【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】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】16K20972 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん / 放射線 / 放射線治療 / バイオマーカー / 非コードRNA / 腫瘍診断 / 長塩基長非コードRNA / 癌 / 核酸 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

非侵襲性の特徴がある放射線治療はがん治療で重要性が増しています。本研究は、タンパク 質の鋳型とならない非コードRNA(non-coding RNA; ncRNA)をターゲットにして放射線治療の新規マーカー研究確立を 目的としました。治療モデルとして、放射線を照射した各種がん由来培養細胞を用いました。まず定量PCRを用いた解 析により、発現変動するncRNAをいくつか同定しました。また、FISH法やIF法を用いて、局在変化するncRNAやタンパク 質も同定出来ました。ただ、免疫沈降法やフィルター結合法を用いたものの、これらのncRNAとタンパク質間での相互 作用を確認することは出来ませんでした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】26830096 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

非コードRNA / 放射線治療 / がん / バイオマーカー / 放射線 / ncRNA / lncRNA

【研究成果の概要】

非侵襲性の特徴がある放射線治療はがん治療で重要性が増しています。本研究は、タンパク質の鋳型とならない非コードRNA（non-coding RNA; ncRNA）をターゲットにして放射線治療の新規マーカー研究確立を目的としました。治療モデルとして、放射線を照射した各種がん由来培養細胞を用いました。まず定量PCRを用いた解析により、発現変動するncRNAをいくつか同定しました。また、FISH法やIF法を用いて、局在変化するncRNAやタンパク質も同定出来ました。ただ、免疫沈降法やフィルター結合法を用いたものの、これらのncRNAとタンパク質間での相互作用を確認することは出来ませんでした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】22591395 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射線治療 / X 線 / 増感剤 / ポルフィリン / 5-アミノレブリン酸 / X線 / マイクロアレイ / 放射線療法 / がん / 治療 / X線増感剤 / 光線力学療法 / 担がんマウス

【研究成果の概要】

放射線療法は周囲の正常部位にも障害を与えることから、癌限局的に照射の効果を与える手法の開発が必要である。 細胞が 5-アミノレブリン酸(5-ALA)を取り込み、プロトポルフィリン IX(PpIX)を生合成すること、また、PpIX の蓄積性は正常細胞より癌細胞で高い。PpIX に光照射すると活性酸素を発生して細胞損傷を招く性質を利用し、近年 5-ALAは光線力学療法の光増感剤としての実用化が進められている。これまでに提案者らは PpIX がX 線照射により活性酸素を発生することを見いだした。本課題では、イン

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】20591492 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん / 相同組換え / 放射線治療 / 放射線 / 癌 / 薬剤反応性 / 遺伝子

【研究成果の概要】

がんの集学的治療において放射線治療を効果的に利用するためには、個々のがんにおけるDNA損傷修復能力の特性を評価できるための科学的基盤の確立が不可欠である。本研究では、正常の体細胞では発現せず、がん細胞において特異的に発現するシナプトネマ複合体形成分子SYCP3に着目し、同分子の体細胞での役割について検討を行った。その結果、SYCP3が体細胞においてBRCA2分子の機能を抑制して相同組換え修復を抑制し、放射線感受性の亢進を来すことを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】19390314 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射線治療学 / 免疫 / 免疫細胞治療 / γδT細胞 / がん / がん治療 / 放射線治療 / CTL / MDSC / 臨床研究 / 骨転移

【研究成果の概要】

Radiation Immunology & Immunotherapy の確立を目指して、放射線治療と免疫細胞治療に関する基礎的検討と臨床研究を実施した。担癌マウスモデルを用いて、電子線照射が腫瘍と生体の免疫系に与える効果を検討した。腫瘍を取り巻く微小環境内では、Gr-1^+CD11b^+のmyeloid-derived suppressor cells (MDSC) と呼ばれる骨髄系の細胞が蓄積し、ケモカインによって制御されていることを明らかにした。
ex vivoで大量培養したγδT細胞を、骨転移に対する放射線治療後に投与する臨床研究を実施した。前立腺癌に対する抗アンドロゲン治療を受けている患者では、γδT細胞の培養が困難であったが、治療群では病勢コントロールが得られた症例を認めた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)

【研究分野】胸部外科学

【研究領域課題番号】18591560 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

低酸素 / 癌 / 酸素消費率 / 人工酸素運搬体 / 腫瘍循環 / 放射線治寮 / 放射線治療

【研究成果の概要】

低酸素環境で増殖する悪性腫瘍に対し、腫瘍組織を酸素加すると、放射線の治療効果を増強できる可能性がある。我々が開発している人工酸素運搬体(アルブミンヘム)は分子状で、腫瘍循環でガス交換が可能と考えられ、実験腫瘍の酸素分圧を上昇させる効果がある。Donryu rat右大腿に腹水肝癌株LY80を移植し頸動脈的にHb 小胞体を投与して腫瘍を酸素加し、照射を加えるモデルを作成した。腫瘍移植後6日目に、腫瘍を酸素加、照射の効果を検討したところ、腫瘍の成長遅延を認め、放射線照射の抗腫瘍効果を増強することが明らかとなった。腫瘍血管については血管密度が減少している可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】4,100千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 600千円)

【研究分野】胸部外科学

【研究領域課題番号】16591410 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 腫瘍循環 / 低酸素 / 血管新生 / 組織酸素分圧測定 / 放射線治療 / 組織酸素分圧 / 人工酸素運搬体 / 腹水肝癌 / 腫瘍内酸素分圧

【研究成果の概要】

悪性腫瘍が成長する上で、酸素と栄養を供給するために血管新生が起こることが知られている。本研究では腫瘍循環特に肺転移巣における新生血管の分布、走行と腫瘍内酸素分圧について検討し、照射によって新生血管がどのように変化するかについて検討することにより、照射治療の効率を上げる方法を明らかとすることを目的とした。まず、皮下腫瘍モデルおよびDorsal skin window chamberモデルを用いて検討した。腫瘍の酸素加には100%の酸素吸入あるいは人工酸素運搬体を用いた。肺転移巣の循環動態を顕微鏡下に観察することは可能となったが、呼吸、心拍による画面の動きがあり、高倍率で精度よく測定を行うことが困難であったため、Dorsal skinfold window chamberを用いた。
まずシリコンラバーによるキャストモデルを検討した。細静脈毛細血管の増生が著しいことが明らかとなったが、、10μm以下の腫瘍血管への充填が不十分と思われた。次にDorsal skinfold window chamber内に腫瘍を移植し、腫瘍循環を血漿をFITCアルブミンを用いて可視化することで観察した。腫瘍循環は毛細血管レベルから細静脈にいたる血管網の増生が特徴で、照射により細径の腫瘍血管の新生が抑制され、比較的太い血管が残ることが明らかとなった。また、腫瘍周囲の微小環境での酸素分圧の変化をレーザー励起PdTCCP法(パラジウムコプロポルフィリンによる燐光の減衰曲線の検討、MIPS-II)にて検討し、また、血管密度を測定、腫瘍循環の成立時の特徴を明らかにしたところ、腫瘍辺縁では酸素分圧が低下し、腫瘍中心部では健常部より低いものの、辺縁部より高い酸素分圧を呈し、腫瘍周辺部では活発な細胞増殖により低酸素環境にあると考えられた。FITCによる蛍光観察では腫瘍循環の照射による影響が、血管密度の減少であることが再確認された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】3,700千円 (直接経費: 3,700千円)