新規抗腫瘍薬で探る変異KRAS陽性癌細胞の小胞体ストレス応答と細胞死誘導制御

使用新型抗肿瘤药物探索突变 KRAS 阳性癌细胞的内质网应激反应和细胞死亡诱导调节

• 批准号: 22K07221
• 负责人: 吉田 和真
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Fukuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07221/
• 关键词: KRAS; 小胞体ストレス; 細胞死; 抗癌剤; 三次元培養; KDELR; 小胞輸送; 抗がん剤

変異KRASおよびKRAS関連シグナルは、癌治療における重要な標的の一つである。我々は、三次元培養系を用いて、癌スフェロイドの増殖を特異的に阻害するカルボリン誘導体化合物ピラメソカルニル(PMC)の同定に成功した。PMCは、変異KRAS陽性大腸がん由来細胞HCT116に対して増殖抑制効果を示す一方で、HCT116由来の変異KRAS欠失細胞HKe3に対しては低毒性であった。本研究は、PMCの標的分子を明らかにし、PMCの抗腫瘍効果の分子メカニズムの解明を目的とする。令和４年度は、主に以下３つの結果を得た。(1) PMCは、HCT116細胞に限らず、種々の組織由来でKRAS以外のドライバー変異を有する癌細胞株に対しても増殖抑制効果を発揮した。(2) RNA-sequencing解析の結果、PMCで処理した癌スフェロイドにおいて、低酸素応答因子HIF1が制御する好気性解糖が抑制されていた。(3) PMCの標的分子候補としてプルダウン法で同定した小胞輸送制御因子KDEL receptor (KDELR)に着目し、PMCの作用機序の解明を目指した。KDELRはゴルジ体膜に局在し、結合したリガンドタンパク質を小胞体へ送り返す機能を持つ(逆行性輸送の制御)。蛍光イメージングにより、KDELR及びそのリガンドである小胞体タンパク質の局在がPMCによって乱されることがわかった。また、PMCが小胞体ストレス応答を誘導することがイムノブロット解析により明らかになった。本研究により、PMCはKDELRの分子機能を阻害することによって小胞体ストレスを惹起し、それによってスフェロイドの増殖を抑制する可能性が示された。これら作用機序の検証を通じて、新たな抗腫瘍戦略の道筋が開かれ、変異KRAS陽性癌を含む難治性癌の治療の実現につながることが期待される。

突变的KRAS和KRAS相关信号是癌症治疗的重要靶标之一。我们成功地鉴定了Carboline衍生化合物皮立奈氏菌（PMC），该化合物使用三维培养系统特别抑制了癌球体的生长。 PMC对HCT116的HCT116表现出增殖抑制作用，该HCT116源自突变的KRAS阳性结肠癌，但对HKE3的毒性较小，HKE3是突变的KRAS缺陷细胞，源自HCT116。这项研究旨在阐明PMC的靶分子，并阐明PMC抗肿瘤作用的分子机制。在2022财政年度，我们获得了以下三个主要结果：（1）PMC不仅对HCT116细胞表现出增殖抑制作用，而且还表现出具有来自各种组织的KRAS以外的驱动器突变的癌细胞系。 （2）由于RNA测序分析，在用PMC处理的癌症球体中抑制了由低氧反应因子HIF1控制的有氧糖酵解。 （3）我们专注于KDEL受体（KDELR），这是一种通过下拉方法鉴定为PMC的候选目标分子的囊泡转运调节器，旨在阐明PMC的作用机理。 KDELR定位于高尔基膜，并具有将结合的配体蛋白发送回内质网（调节逆行转运）的功能。荧光成像表明，KDELR及其配体的内质网蛋白的定位受到PMC的破坏。免疫印迹分析还表明，PMC诱导内质网应激反应。这项研究表明，PMC可以通过抑制KDELR的分子功能来诱导内质网应激，从而抑制球体增殖。通过验证这些作用机制，希望将打开抗肿瘤策略的新途径，从而实现治疗难治性癌症的治疗，包括突变的Kras阳性癌症。

项目成果

Cancer Spheroid Proliferation Is Suppressed by a Novel Low-toxicity Compound, Pyra-Metho-Carnil, in a Context-independent Manner

新型低毒性化合物 Pyra-Metho-Carnil 以与环境无关的方式抑制癌球体增殖

• DOI: 10.21873/anticanres.15895
• 发表时间: 2022
• 期刊: Anticancer Research
• 影响因子: 2
• 作者: YOSHIDA KAZUMASA;NISHI KENSUKE;ISHIKURA SHUHEI;NAKABAYASHI KAZUHIKO;YAZAKI RYO;OHSHIMA TAKASHI;SUENAGA MASAHIKO;SHIRASAWA SENJI;TSUNODA TOSHIYUKI
• 通讯作者: TSUNODA TOSHIYUKI