がん糖代謝が制御する口腔扁平上皮癌のNrf2抗酸化経路を介した放射線耐性機序解明

申請者らは前年度の実験結果として、樹立した臨床的放射線耐性細胞であるclinically relevant radioresistant（CRR）細胞は口腔扁平上皮癌（OSCC）細胞より放射線抵抗性を示すことをin vitro実験で確認した。がん糖代謝のリプログラミングとしてNrf2代謝調に OSCC放射線耐性機構の機能解明のため、放射線耐性OSCC細胞においてNrf2と代謝機構や抗酸化能との関連を検討した。まず、siRNAを用いたNrf2ノックダウンを行うことでOSCC細胞、CRR細胞は放射線感受性が高まった。次いで、Nrf2と解糖系代謝との関連性を検討した。解糖活性は OSCC細胞よりもCRR細胞の方が高く、siRNA による Nrf2 抑制により解糖活性が減少した。さらに、解糖とTCA サイクルに関連する遺伝子の発現量の変化を調べた結果、CRR細胞はそれぞれピルビン酸とグルタチオンを合成するME1とGCLC/GCLM を強く発現を認めた。 対照的に、ME1およびGCLC/GCLM mRNA の発現は、Nrf2抑制条件下で大幅に減少した。しかしながら、解糖代謝への依存は非機能的TP53変異の有無によって異なっていた。また、CRR細胞においてNrf2がグルタチオンを介して酸化ストレスを調節するかどうかを検討した。CRR細胞ではGSH レベルが有意に高かく、Nrf2を抑制すると大幅に減少した。同様に、CRR細胞では放射線照射後、ROSのレベルが低下し、Nrf2 抑制後にはROSのレベルが増加した。CRR細胞では、活性化されたNrf2下でグルタチオンを介してROSを除去することが示唆された。本研究の予備実験として行った解析で術前化学放射線療法施行後OSCC患者110例の術前生検標本においてリン酸化Nrf2の発現と組織学的治療効果との間に関連性があること、および不良な患者予後に相関する結果を得ていた。そこで、多変量解析解析を行った結果、リン酸化Nrf2の発現がOSCC患者の独立した予後因子であることが示された。

申請者らは前年度の実験結果として、樹立した臨床的放射線耐性細胞であるclinically relevant radioresistant（CRR）細胞は口腔扁平上皮癌（OSCC）細胞より放射線抵抗性を示すことをin vitro実験で確認した。がん糖代謝のリプログラミングとしてNrf2代謝調に OSCC放射線耐性機構の機能解明のため、放射線耐性OSCC細胞においてNrf2と代謝機構や抗酸化能との関連を検討した。まず、siRNAを用いたNrf2ノックダウンを行うことでOSCC細胞、CRR細胞は放射線感受性が高まった。次いで、Nrf2と解糖系代謝との関連性を検討した。解糖活性は OSCC細胞よりもCRR細胞の方が高く、siRNA による Nrf2 抑制により解糖活性が減少した。さらに、解糖とTCA サイクルに関連する遺伝子の発現量の変化を調べた結果、CRR細胞はそれぞれピルビン酸とグルタチオンを合成するME1とGCLC/GCLM を強く発現を認めた。 対照的に、ME1およびGCLC/GCLM mRNA の発現は、Nrf2抑制条件下で大幅に減少した。しかしながら、解糖代謝への依存は非機能的TP53変異の有無によって異なっていた。また、CRR細胞においてNrf2がグルタチオンを介して酸化ストレスを調節するかどうかを検討した。CRR細胞ではGSH レベルが有意に高かく、Nrf2を抑制すると大幅に減少した。同様に、CRR細胞では放射線照射後、ROSのレベルが低下し、Nrf2 抑制後にはROSのレベルが増加した。CRR細胞では、活性化されたNrf2下でグルタチオンを介してROSを除去することが示唆された。本研究の予備実験として行った解析で術前化学放射線療法施行後OSCC患者110例の術前生検標本においてリン酸化Nrf2の発現と組織学的治療効果との間に関連性があること、および不良な患者予後に相関する結果を得ていた。そこで、多変量解析解析を行った結果、リン酸化Nrf2の発現がOSCC患者の独立した予後因子であることが示された。