ショウジョウバエを用いた臓器連関を介した腫瘍悪性化の遺伝学的解析

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代表者は、ショウジョウバエRasモデルを用いて、化学受容器をコードするIr40a遺伝子のヘテロ変異がRasV12良性腫瘍の悪性化を引き起こすことを明らかにしている。令和4年度の研究計画では、Ir40aヘテロ欠損個体の特徴付けとRasV12腫瘍の性質に与える影響をについて細胞生物学的な解析を行った。化学受容器とRas活性化腫瘍を結び付けうる全身性変化の一つに、糖代謝の変化が挙げられる。そこで、Ir40aヘテロ欠損個体に何らかの糖代謝異常が起きていないかについて調べることにした。高濃度スクロースに対する感受性のアッセイを行ったところ、Ir40aヘテロ欠損個体は高感受性の表現型（蛹化遅延）を示した。この結果は、Ir40aヘテロ欠損個体では、糖代謝の変化を介してRas腫瘍の悪性化を引き起こしていることを示唆している。腫瘍悪性化をもたらる代表的な糖代謝変化に、Warburg効果と呼ばれる解答系の亢進が挙げられる。そこで、Ir40aヘテロ欠損個体においてRasV12腫瘍クローンにおける解糖系酵素LDH，HexAの発現量を調べたところ、顕著な上昇がみられた。さらに、RasV12クローン特異的にLDHの遺伝子ノックダウンを行ったところ、腫瘍サイズが縮小した。　以上の結果は、Ir40aヘテロ欠損では、糖代謝の異常によりRasV12腫瘍の解糖系亢進が生じており、これが腫瘍悪性化の原因ではないかと考えられた。また、R3年度において、組織特異的なIr40a RNAiによる腫瘍悪性化をもたらす責任臓器の同定を目指していたが、RNAi効率の問題により方法の改善が必要であった。この問題については、Ir40aガイドRNAを恒常的に発現させると共に組織特異的にCas9を強制発現させる、組織特異的なCRISPR-Cas9ノックアウト法の系の確立により問題を克服した。