Regulatory mechanisms of the cancer cell survival triggered by intracellular sodium pump present in the vesicles

通常、細胞は足場を失うと、アポトーシス性細胞死の「アノイキス」が引き起こされるが、がん細胞は原発組織から剥がれても、他の組織に生着し増殖する「細胞死回避機構」を有している。我々は最近、P型ATPaseのナトリウムポンプα3アイソフォーム（α3NaK）が、がん細胞内の小胞に高発現しており、がん細胞の足場からの剥離により、α3NaKが、原形質膜に移動することを見出した。本研究では、α3NaKがアノイキス回避の司令塔として機能するという仮説を立て、がん細胞における局在変化がアノイキス回避を誘導するメカニズムの解明やこのメカニズムを破綻させる化合物を探索することを目的としている。本年度はまず、ヒト膵臓がん由来のMia Paca2細胞において、接着状態から剥離状態にすることで、原形質膜のα3NaK発現が顕著になることを確認した。剥離したMia Paca2細胞に、植物由来強心配糖体のジゴキシンを適用すると、カスパーゼ活性が上昇しアポトーシスが誘導されることを見出した。有意な効果は20 nMの低濃度から観察された。一方、接着細胞に対して、ジゴキシンはアポトーシスを引き起こさなかった。次にMia Paca2細胞またはヒト胃がん由来MKN-45細胞をマウスに皮下投与した後（4-6週間後）に採血を行い、EpCAMの発現を指標として血中循環腫瘍細胞（CTC）を同定する方法を確立した。興味深いことに、免疫細胞染色実験から、CTCの原形質膜にα3NaKが発現していることを見出した。細胞レベルで、α3NaK発現小胞のイオン動態測定の方法を確立するため、P型ATPaseのATP13A2をリソソームに発現させた細胞におけるK+輸送の検討を行った。アイソトープ（86RbCl）を取り込ませた細胞をサポニンで5分間処理し、原形質膜のみを透過性にすると、ATP13A2による86Rb+輸送を定量的に測定できた。

通常、細胞は足場を失うと、アポトーシス性細胞死の「アノイキス」が引き起こされるが、がん細胞は原発組織から剥がれても、他の組織に生着し増殖する「細胞死回避機構」を有している。我々は最近、P型ATPaseのナトリウムポンプα3アイソフォーム（α3NaK）が、がん細胞内の小胞に高発現しており、がん細胞の足場からの剥離により、α3NaKが、原形質膜に移動することを見出した。本研究では、α3NaKがアノイキス回避の司令塔として機能するという仮説を立て、がん細胞における局在変化がアノイキス回避を誘導するメカニズムの解明やこのメカニズムを破綻させる化合物を探索することを目的としている。本年度はまず、ヒト膵臓がん由来のMia Paca2細胞において、接着状態から剥離状態にすることで、原形質膜のα3NaK発現が顕著になることを確認した。剥離したMia Paca2細胞に、植物由来強心配糖体のジゴキシンを適用すると、カスパーゼ活性が上昇しアポトーシスが誘導されることを見出した。有意な効果は20 nMの低濃度から観察された。一方、接着細胞に対して、ジゴキシンはアポトーシスを引き起こさなかった。次にMia Paca2細胞またはヒト胃がん由来MKN-45細胞をマウスに皮下投与した後（4-6週間後）に採血を行い、EpCAMの発現を指標として血中循環腫瘍細胞（CTC）を同定する方法を確立した。興味深いことに、免疫細胞染色実験から、CTCの原形質膜にα3NaKが発現していることを見出した。細胞レベルで、α3NaK発現小胞のイオン動態測定の方法を確立するため、P型ATPaseのATP13A2をリソソームに発現させた細胞におけるK+輸送の検討を行った。アイソトープ（86RbCl）を取り込ませた細胞をサポニンで5分間処理し、原形質膜のみを透過性にすると、ATP13A2による86Rb+輸送を定量的に測定できた。