Elucidation of mechanisms of xCT-mediated cancer therapy resistance accompanied with metabolic reprograming and cancer stem cell property

阐明 xCT 介导的癌症治疗耐药性伴随代谢重编程和癌症干细胞特性的机制

• 批准号: 21H02766
• 负责人: 永野 修
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Fujita Health University (2023)Keio University (2021-2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02766/
• 关键词: 肺がん; xCT; フェロトーシス; p62; オートファジー; 小細胞肺がん; がん幹細胞; 小細胞肺癌; 癌幹細胞; 肺がん; xCT; フェロトーシス; p62; オートファジー; 小細胞肺がん; がん幹細胞; 小細胞肺癌; 癌幹細胞

当該研究ではSCLCの悪性化に関わるxCTの代謝リプログラミングとがん幹細胞性に与える影響を明らかにするために、次のような研究を推進した。前年度までの研究の成果からp62/SQSTM1がxCT(SLC7A11)を転写レベル、タンパク質レベルの両面から発現を亢進させる重要なタンパク質であること、またオートファジー不全が生じるとp62/SQSTM1のオートファジーによる分解が抑制され、タンパク質レベルで安定化することが明らかになった。 そこで今年度は、がん幹細胞様の性質を有するシスプラチン耐性化SCLC細胞（SCLC-CPr）を用いて恒常的オートファジー活性を検討した。その結果、SCLC-CPr細胞ではxCTの安定化や抗酸化シグナルの活性化に伴い、細胞内活性酸素レベルの低下が生じてオートファジー不全状態となることで、ポジティブフィードバック的にp62/SQSTM1の発現を増加させていることが明らかとなった。このように細胞のレドックス状態によって調整される恒常的オートファジーの抑制が、がん細胞のxCT依存的代謝リプログラミングの誘導に寄与していることが明らかになった。次にSCLCモデルマウス（RPMマウス）由来の腫瘍オルガノイドに対してp62/SQSTM1を過剰発現させた細胞を作成した。今後、この作成した細胞を用いて抗酸化シグナルの活性化とxCT依存的代謝リプログラムの影響を検討する。また、SCLC-CPr細胞において活性化しているp62-xCT系を阻害することが出来る標的薬を探索したところ、ブルサトールというNRF2、p62のタンパク質の安定化を解除することが可能な薬剤を取得した。今後はSCLCマウスモデルを用いてin vivoでの抗腫瘍効果、オートファジー活性およびp62-xCT系を介した抗酸化システムへの影響を評価する。

在这项研究中，进行了以下研究以阐明XCT的代谢重编程，这与SCLC的恶性转化有关，其对癌症干细胞特性的影响。直到上一年的研究结果表明，p62/sqSTM1是一种重要蛋白质，可从转录和蛋白质水平增强XCT（SLC7A11）的表达，并且自噬失败使自噬会抑制自动噬菌体降解p62/SQSTM1的降解，并在蛋白质水平上稳定它。因此，今年我们使用抗cisplatin的SCLC细胞（SCLC-CPR）研究了本构的自噬活性，这些活性具有癌症干细胞样性能。结果，可以发现，在SCLC-CPR细胞中，随着XCT的稳定和抗氧化剂信号的激活，细胞内活性氧水平降低，导致自噬失败的状态，从而导致阳性反馈增加P62/SQSTM1的表达。因此，已经揭示了受细胞氧化还原状态调节的构型自噬的抑制有助于诱导癌细胞中XCT依赖性代谢重编程。然后产生过表达P62/SQSTM1的细胞针对来自SCLC模型小鼠（RPM小鼠）的肿瘤器官的细胞。现在，我们将使用此创建的细胞研究抗氧化信号激活和XCT依赖性代谢重编程的影响。此外，当我们搜索可以抑制在SCLC-CPR细胞中激活的P62-XCT系统的靶向药物时，我们获得了一种称为Bursatol的药物，该药物可能破坏NRF2和P62蛋白质的稳定。将来，我们将通过p62-XCT系统评估体内抗肿瘤作用，自噬活性以及对抗氧化剂系统的影响。