癌の根治ヘ向けた超分子制癌剤による癌幹細胞のオートファジー様細胞死誘導法の開発

开发利用超分子抗癌药物诱导癌症干细胞自噬样细胞死亡的方法，以最终治愈癌症

基本信息

批准号：
16J09364
负责人：
西田慶
金额：
$ 1.79万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アポトーシスに対する抵抗性の獲得は、癌の化学治療において治療効果の発現と密接に関与している。本研究では、メチル化β-シクロデキストリンを有する超分子ポリロタキサン (Me-PRX)を基盤分子として、アポトーシスとは作用機序の異なるオートファジー細胞死を作用機序とした超分子制癌剤の開発を実施した。メチル化β-シクロデキストリンは、コレステロールとの高い包接能に起因した細胞膜障害性を示す。本研究で設計したMe-PRXは弱酸性環境に対する分解性を賦与することにより、細胞内のリソソーム環境でメチル化β-シクロデキストリンを放出・作用させることに成功した。Me-PRXによって細胞内に放出されたメチル化β-シクロデキストリンは細胞小器官の膜コレステロールを包接し、特に小胞体ストレスを誘発するとともにオートファジーの誘導が認められた。さらに、濃度依存的なカスパーゼ非依存的細胞死の誘導が認められ、オートファジーの阻害により殺細胞性が抑制されたことから、Me-PRXによるオートファジー細胞死の誘導が示唆された。アポトーシス抵抗性細胞 (Bax-/-Bak-/-、zVAD)に対してMe-PRXを作用した結果、効果の抑制は認められず、正常細胞に対する作用と同等の殺細胞作用を示した。Me-PRXを制癌剤として用いる場合、①癌標的特異性の欠如、②細胞内内在化の効率が低いことが課題である。そこで、癌細胞に対するリガンドを結合したMe-PRXを新規に設計することで副作用を起こすことなく抗腫瘍性を示す制癌剤の合成を実施した。リガンド結合Me-PRXは癌細胞に対して優先的な細胞局在化を示すとともに、10分の1以下の濃度で同等の殺細胞性を示した。本結果より、Me-PRXを用いたオートファジー細胞死を作用機序とした制癌剤の確立に、大きな前進を遂げたと期待される。

对凋亡的抗药性的获取与癌症化学疗法的治疗作用的发展密切相关。在这项研究中，我们使用含有甲基化的β-环糊精作为碱性分子的超分子多旋转菌（ME-PRX）开发了一种超分子抗癌剂，并使用自噬细胞死亡，这种死亡与凋亡的作用机理不同，作为作用机制。甲基化的β-环糊精表现出由胆固醇的高包含能力引起的细胞膜损伤。在这项研究中设计的ME-PRX通过将降解降解为弱酸性环境，成功释放并在细胞内的溶酶体环境中作用。 ME-PRX释放到细胞中的甲基化的β-环糊精封装在细胞器中的膜胆固醇，诱导内质网应激并诱导自噬。此外，观察到浓度依赖于caspase非依赖性细胞死亡的诱导，并通过抑制自噬来抑制细胞杀伤特性，这表明ME-PRX诱导自噬细胞死亡。 ME-PRX用于作用于抗细胞凋亡的细胞（BAX - / - BAK-/ - ，ZVAD），未观察到该作用的抑制作用，显示出与正常细胞相当的细胞杀伤作用。当Me-Prx用作抗癌剂时，挑战是：1）缺乏针对癌症靶标的特异性，2）细胞内内在化的效率较低。因此，通过设计与癌细胞配体配体的新ME-PRX，我们进行了抗肿瘤剂的合成，该抗肿瘤剂表现出抗肿瘤特性而不会引起副作用。结合配体的ME-PRX显示出对癌细胞的优先细胞定位，并在浓度以下的浓度下表现出可比的细胞杀伤特性。从这些结果中可以预期，使用自噬细胞死亡作为作用机理，使用ME-PRX建立抗癌剂已取得了重大进展。