DNAトポイソメラーゼ機能の分子生物学的研究と癌化学療法への応用

DNA拓扑异构酶功能的分子生物学研究及其在癌症化疗中的应用

基本信息

批准号：
04151074
负责人：
安藤俊夫
金额：
$ 11.2万
依托单位：
Aichi Cancer Center Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Cancer Research
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

アドリアマイシン,エトポシド等の臨床使用の抗癌剤,開発中のCPT-11,MX-2等の有効な抗癌剤が細胞のDNAトポイソメラーゼ(トポ)を標的として殺細胞効果を発揮している事が明らかにされ,トポの重要性が注目されている。本研究ではDNAトポロジーとトポの生物学的役割を明らかにする研究と,その癌化学療法への応用研究から成る。前者では,1)種々の特異的トポ抗体を作製しトポの挙動を同定した。2)カイコとショウジョウバエのsupercoil化因子(SCF)cDNAをクローン化し抗体も調製し胚発生過程での同因子の挙動を解析した。3)DNAを核マトリックスに固定する機能を持つSP120タンパクcDNAをクローン化し抗体も調製した。蛍光抗体法によりSP120タンパクの核内局在性を同定した。4)ラットのトポIIAとトポIIBのcDNAをクローン化し,in situ法によりmRNAの組織分布を調べた所,増殖している組織にのみIIAが,また全組織にIIBmRANが検出された。特に脳内では両mRNAの分布は特徴的であり,それぞれ独自の機能を行っている事を示唆した。化療関係では1)CPT-11耐性マウス細胞では,ヒトのCPT-11耐性細胞CPT-K5と同様に細胞のトポIがCPT耐性となっていた。その変異部位は361番のGlyが,Argに,628番のValがIleに変異していた。2)エトポシド耐性ヒト小細胞肺癌細胞では野性型のトポIIαの著しい減少があり,これが耐性の原因と考えられた。また別なエトポシド耐性株では,トポIIのリン酸化が亢進していた。3)細胞培養によりトポ阻害剤と他剤との併用化学療法を試みた所,その組合せ,投与法によって拮抗的にも,相乘的にも働きうる事が示された。以上,トポの生理機能の解明によって,その化学療法への応用もより合理的となり,より有効な化学療法へと発展する事が期待される。

研究表明，临床上使用的阿霉素、依托泊苷等抗癌药物，以及目前正在开发的有效抗癌药物CPT-11、MX-2等，都是通过靶向细胞内的DNA拓扑异构酶（topo）发挥细胞杀伤作用。 topo的重要性正在引起人们的关注。本研究包括阐明DNA拓扑和拓扑的生物学作用的研究，以及将其应用于癌症化疗的研究。前者，1）产生了各种特异性拓扑抗体并鉴定了拓扑拓扑的行为。 2）我们克隆了家蚕和果蝇超螺旋因子（SCF）cDNA，制备了抗体，并分析了该因子在胚胎发育过程中的行为。 3)我们克隆了具有将DNA固定到核基质上的功能的SP120蛋白cDNA，并制备了抗体。通过免疫荧光鉴定SP120蛋白的核定位。 4)当克隆大鼠topo IIA和topo IIB cDNA并使用原位方法研究mRNA的组织分布时，仅在增殖组织中检测到IIA，而在所有组织中均检测到IIBmRAN。特别是在大脑中，两种 mRNA 的分布都是有特征的，这表明每种 mRNA 都发挥着自己的功能。关于化疗，1）在CPT-11耐药小鼠细胞中，细胞拓扑I对CPT耐药，与人类CPT-11耐药细胞CPT-K5相似。突变位点为361位Gly突变为Arg，628位Val突变为Ile。 2）在依托泊苷耐药的人小细胞肺癌细胞中，野生型拓扑异构酶IIα显着减少，这被认为是耐药的原因。在另一种依托泊苷抗性菌株中，拓扑异构酶 II 磷酸化增加。 3）当我们使用细胞培养物尝试使用拓扑抑制剂和其他药物进行联合化疗时，结果表明，根据组合和给药方法，它们可以拮抗或相互作用。如上所述，通过阐明拓扑异构酶的生理功能，预计其在化疗中的应用将变得更加合理，从而开发出更有效的化疗方案。