口腔癌低酸素領域における抗癌剤および放射線耐性機構の解明

阐明口腔癌缺氧区的抗癌药物和放射抵抗机制

• 批准号: 16659552
• 负责人: 谷本 圭司
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16659552/
• 关键词: 口腔癌; 低酸素; 抗癌剤; hypoxia; oral cancer; squamous cell carcinoma; microarray; chemotherapy; 口腔扁平上皮癌; 化学療法; 放射線療法; 低酸素応答性転写因子; ミスマッチ修復

口腔癌などの固形癌において,特徴的な微小環境として低酸素・低栄養が広く認識されている。同環境下では,酸素感知・供給維持システムが腫瘍の発生や増殖・進展さらに治療抵抗性にも密接に関わっていると考えられており,その詳細な分子機構の解明が望まれている。低酸素応答は主に,転写因子HIF-1により誘導される遺伝子発現変動により制御されていると考えられている。しかしながら,低酸素下における治療抵抗性に関わる遺伝子発現変化等の分子機構は不明であり,同機構の解明を本研究の目的とした。これまでに,口腔癌細胞株(HSC2,HSC3,HSC4,Ca9-22,KOSC2,HO-1-N-1,HO-1-u-1,KB)を通常酸素下(21%pO2)および低酸素下(1%pO_2)にて培養し,MTT法により,CDDP,5-FU, CPT-11,L-OHPの感受性変化について検討した。また,Western blottingによるHIF-α,Arnt蛋白発現,オリゴアレイによる網羅的遺伝子発現解析,real-time RT-PCRによる既知の低酸素応答遺伝子(CA9,VEGF, DEC1,DEC2,SLC2A1)発現誘導やHRE-luciferase reporter遺伝子導入によるHIF-1活性化能を比較した。結果,多くの細胞株において低酸素下で抗癌剤感受性の低下が認められたが,その程度は細胞株,抗癌剤により異なっていた。また,低酸素刺激により全ての細胞株にてHIF-1α蛋白,機能の誘導が認められたが,その誘導能は様々であった(レポーター遺伝子誘導能は2.4〜8.5倍)。これらの中でHSC2が最も低酸素応答性が高かったため,同細胞を用いて網羅的遺伝子発現解析をオリゴアレイ(19881 probes)にて行った。低酸素下培養による2倍以上の発現亢進は2638プローブに,2/3以下への発現低下は2881プローブに認められ,既知の低酸素応答遺伝子以外にも多くの未報告遺伝子が含まれていた。大変興味深い事に,発現低下遺伝子群にDNA修復遺伝子が多く含まれていた。ミスマッチ修復に関わる3遺伝子,塩基除去修復の5遺伝子,相同組み替え修復の9遺伝子やヌクレオチド除去修復の5遺伝子の発現低下が観察され,低酸素環境下においてDNA修復機構が組織的に抑制されている可能性が示され,低酸素下における治療抵抗性獲得機構との関わりに興味が持たれた。

缺氧和营养不良被广泛认为是固体癌症（例如口腔癌）中的特征微环境。在相同的环境下，据信氧气传感和供应维护系统与肿瘤发育，增殖和发育以及治疗耐药性密切相关，并希望可以阐明详细的分子机制。缺氧反应被认为主要由转录因子HIF-1诱导的基因表达变异调节。然而，尚不清楚与缺氧在缺氧下与治疗耐药有关的基因表达的变化等分子机制，这项研究的目的是阐明该机制。迄今为止，口服癌细胞系（HSC2，HSC3，HSC4，CA9-22，KOSC2，HO-1-N-1，HO-1-U-1，KB）已在正常氧（21％PO2）和低氧（1％PO_2）下进行培养，以及CDDP，5-FU，5-FU，CPT-111的敏感性变化，以及由5-FU，CPT-11和L-OHP的研究。我们还通过蛋白质印迹，通过寡聚arraray进行了全面的基因表达分析以及通过实时RT-PCR诱导已知的低氧反应基因（VEGF，DEC1，DEC2，SLC2A1）来比较HIF-α和ARNT蛋白的表达。结果，在许多细胞系中缺氧下降低了抗癌药物的敏感性，但是这种差异的程度取决于细胞系和抗癌药物。此外，缺氧刺激揭示了HIF-1α蛋白和所有细胞系中功能的诱导，但它们的诱导性各不相同（报告基因诱导性是2.4-8.5倍）。其中，HSC2具有最高的缺氧反应性，因此使用相同细胞使用寡聚阵列（19881探针）进行了全面的基因表达分析。 2638探针显示由于缺氧培养引起的表达增加了两倍，并且在2881探针中观察到表达降低至2/3或更少，并且除了已知的缺氧反应性基因外，还包括许多未报告的基因。有趣的是，降低的表达基因包含许多DNA修复基因。观察到观察到三个涉及的三个基因的表达，五个用于基础切除修复的基因，九个用于同源重组修复的基因以及五个用于核苷酸切除修复的基因，表明DNA修复机制在缺氧中可能会系统地抑制，并且与在治疗耐药性下的机制相关感兴趣。

项目成果

Differential regulation of DEC2 among hypoxia-inducible genes in endometrial carcinomas.

• DOI: 10.3892/or.17.4.871
• 发表时间: 2007-04
• 期刊: Oncology reports
• 影响因子: 4.2
• 作者: M. Yunokawa;K. Tanimoto;Hideaki Nakamura;N. Nagai;Y. Kudo;T. Kawamoto;Y. Kato;E. Hiyama;K. Hiyama;M. Nishiyama