ミトコンドリアを標的としたフェロトーシス誘導による治療抵抗性がん克服への挑戦

通过诱导线粒体铁死亡来克服难治性癌症的挑战

• 批准号: 22K10151
• 负责人: 富田 和男
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kagoshima 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-22K10151/
• 关键词: ミトコンドリア; フェロトーシス; がん; 脂質過酸化; 過酸化水素; 酸化ストレス; 放射線・薬物抵抗性; リポキシゲナーゼ; 放射線治療抵抗性

本研究はミトコンドリアを標的とした放射線・薬物抵抗性の克服を目的としており、子宮頸がん細胞株であるHeLaと口腔がん細胞株であるSASをおよび、その治療抵抗性細胞株HeLa-R, SAS-Rを用いて解析を行っている。CRR細胞においては、ミトコンドリアの膜電位の低下や、ミトコンドリアや細胞膜の酸化を司り、活性化に鉄を要求するリポキシゲナーゼ12の発現減少が報告されているので、今年度は、まず、リポキシゲナーゼ12をCRR細胞で過剰発現しストレス添加後の細胞内過酸化水素量及び脂質の過酸化を解析した。その結果、リポキシゲナーゼ過剰発現細胞では、コントロールに比べ、ストレス添加後の内在性過酸化水素量および脂質の過酸化の増大がみられた。親株を用いてリポキシゲナーゼ阻害薬NDGA処理を行うとストレス処理後の内在性の過酸化水素量や脂質の過酸化が抑えられること、CRR細胞では内在性の2価鉄の量が少ないことから、鉄依存性の脂質過酸化の量がリポキシゲナーゼの活性に依存しており、鉄依存性細胞死であるフェロトーシスを制御することが予想された。また、CRR細胞は放射線照射を行わないと半年から1年でその抵抗性が失われるが(NoIR細胞)、その際のミトコンドリア機能について膜電位を指標に調べたところ、CRR細胞で低下していたミトコンドリア膜電位はNo-IR細胞で回復していた。また、酸素消費量を親株、CRR細胞、No-IR細胞で比較したところ、CRR細胞で低下していた酸素消費量がNo-IR細胞で親株と同レベルに回復していた。CRR細胞では解糖系の酵素であるホスホフルクトキナーゼの発現が上昇していることから、ミトコンドリア機能と治療抵抗性に強い関係があることを再確認できた。

这项研究的目的是通过靶向线粒体来克服辐射和耐药性，使用 SAS-R 进行分析。据报道，在 CRR 细胞中，线粒体膜电位降低，控制线粒体和细胞膜氧化并需要铁进行激活的脂氧合酶 12 的表达减少，细胞内过氧化氢的量也减少。并分析应激后的脂质过氧化情况。结果，在添加应激后，与对照组相比，过度表达脂氧合酶的细胞中内源过氧化氢和脂质过氧化的量增加。用脂氧合酶抑制剂NDGA处理母细胞，抑制了应激处理后内源性过氧化氢和脂质过氧化的量，并且CRR细胞中内源性二价铁的量很少，因此预测铁和脂质过氧化的量取决于脂氧合酶的活性，它控制铁死亡，一种铁依赖性细胞死亡。此外，CRR细胞如果不接受辐射（NoIR细胞），会在六个月到一年内失去抵抗力，但当我们以膜电位为指标调查当时的线粒体功能时，我们发现CRR细胞中线粒体功能下降。 No-IR 细胞中线粒体膜电位恢复。此外，当比较亲本菌株、CRR细胞和No-IR细胞之间的耗氧量时，CRR细胞中减少的耗氧量在No-IR细胞中恢复到与亲本菌株相同的水平。 CRR 细胞中磷酸果糖激酶（一种糖酵解酶）的表达增加，再次证实线粒体功能与治疗抵抗之间存在密切关系。

项目成果

Non-coding RNAs in ferroptotic cancer cell death pathway: meet the new masters

• DOI: 10.1007/s13577-022-00699-0
• 发表时间: 2022-04-12
• 期刊: HUMAN CELL
• 影响因子: 4.3
• 作者: Valashedi, Mehdi Rabiee;Bamshad, Chia;Roudkenar, Mehryar Habibi
• 通讯作者: Roudkenar, Mehryar Habibi