S/G2期における放射線感受性を高める因子の同定とがん治療開発へ向けた研究

S/G2期放射敏感性增加因素的鉴定及癌症治疗开发研究

• 批准号: 17H06651
• 负责人: 砂田 成章
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-08-25 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H06651/
• 关键词: DNA二本鎖切断; S/G2期; 相同組換え修復; 遺伝性乳がん; DNA修復; 細胞周期; 放射線感受性; 遺伝性乳がん・卵巣がん

本研究は、放射線によるDNA二本鎖切断(DSB)に対する修復機構に着目し、放射線の感受性を高める因子の探索とがんに対する放射線治療応用へと発展させることを目指す。ここでは細胞周期依存的な修復としてS/G2期におけるDSB修復機構に着目した。S/G2期では、DSB修復の2つの重要な経路である相同組換え修復(HR)と非相同末端結合(NHEJ)が競合し、BRCA1やCtIPなどの分子がNHEJ経路を制御することでHR経路が選択・亢進されることが知られている(Hustedt N and Durocher D, Nat Cell Biol 2016)。そこで本研究は、BRCA2の異常によりHR修復機構が破綻している遺伝性乳がんは、S/G2期において放射線の感受性が増す、つまり増感作用が引き起こされると考えた。まずS/G2期に同調させる薬剤をいくつか試したところ、比較的毒性が低いCDK1阻害剤のRO-3306を、G2期アレスト誘導剤として用いた。RO-3306と放射線照射を併用したところ、Capan-1細胞(BRCA2機能欠損)においてDSB修復阻害が引き起こされることを見出した。さらに放射線照射後のDNA修復過程において、HR修復亢進の指標であるDNA末端リセクションが亢進されているかを、RPAのリン酸化レベルをウエスタンブロット法により定量して調べた。G2期に維持された細胞では、放射線照射後のRPAのリン酸化(S4/S8)タンパクの発現量が亢進されていた。よってG2期アレストと放射線を併用することでHR経路が選択・亢進されるが、HR修復機能が欠損したBRCA2異常型の遺伝性乳がんなどでは修復阻害が起こり、放射線の感受性が高まることが示唆された。今後さらに上記DSB修復選択機構の詳細を調べることで放射線増感戦略を構築する。

This study is aimed at exploring the factors that contribute to the development of radiotherapy-related DNA double lock cleavage (DSB) in repair mechanisms. The cell cycle dependent repair mechanism is involved in the S/G2 phase. S/G2 phase, DSB repair and 2 important pathways, identical component repair (HR) and non-identical terminal junction (NHEJ), BRCA1 and CtIP, NHEJ pathway control, HR pathway selection and hyperregulation (Hustedt N and Durocher D, Nat Cell Biol 2016). In this study, we investigated the effects of BRCA2 abnormalities on HR repair mechanisms, such as increased susceptibility to radiation, and increased sensitivity to radiation in S/G2 phase. S/G2 phase homology test, comparative toxicity test, low CDK1 inhibitor RO-3306 test, G2 phase homology test, comparative toxicity test RO-3306 and Capan-1 cells (BRCA2 dysfunctional) were exposed to radiation and DSB repair. In addition, the DNA repair process after radiation irradiation, HR repair hyperactivity index, DNA terminal fragmentation hyperactivity, RPA fragmentation hyperactivity, RPA DNA repair hyperactivity index, RPA DNA repair index, RPA DNA repair index, RPA index, RPA index G2-phase maintenance cells were found to be hyperactive after radiation exposure and RPA acidification (S4/S8). HR circuit selection and enhancement due to G2 phase failure and radiation combination, HR repair function is deficient, BRCA2 abnormal type of residual milk, repair resistance is initiated, and radiation sensitivity is high. In the future, please note the detailed adjustment of DSB repair selection mechanism, and the construction of radiation induction strategy.

项目成果

Crosstalk of DNA double-strand break repair pathways in poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor treatment of breast cancer susceptibility gene 1/2-mutated cancer.

• DOI: 10.1111/cas.13530
• 发表时间: 2018-04
• 期刊: Cancer science
• 影响因子: 5.7
• 作者: Sunada S;Nakanishi A;Miki Y
• 通讯作者: Miki Y