海洋動物レクチンを細胞内に取り込む分子機序とそれを利用した新規がん治療法の開発

细胞摄取海洋动物凝集素的分子机制及利用其开发新的癌症治疗方法

• 批准号: 22K06581
• 负责人: 菅原 栄紀
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06581/
• 关键词: レクチン; 細胞内輸送; Rab ファミリー; 糖脂質; precision medicine

本研究の目的は，がん細胞内にSALが取り込まれる分子メカニズムを解明することと共に薬剤融合SALの作製および有用性の検討を行い新規がん治療方法の開発することである．ナマズ卵レクチン（SAL）は，ヒト子宮頸がん由来細胞株HeLaの細胞膜表面上に発現しているGlobotriaosylceramide（Gb3）に結合し細胞内に取り込まれ，その後ゴルジ体から出芽し膜構成分にLAMP1を有するリソソーム様小胞（LLV）の周囲に集積する．本年度は，しかし，取り込みから集積に至るまでの詳細な機構については不明であった．今回我々は，HiLyte標識したSAL（HL-SAL）を作製し，HeLa細胞内におけるSALの取り込みから集積に至るまでの詳細な機構を解析した．HL-SALは，処理後1 時間から取り込みが開始され，その後取り込み量の増加とともに処理後6時間からLLVの形成およびLLVへのSALの集積が起こり始めることが確認された．この時ゴルジ体との共局在は見られなかった．次に，Rabファミリーに着目し，GFP融合Rab5およびRab7を強制発現させてHL-SALの局在を検討した．HL-SALはRab5およびRab7と部分的に共局在を示し，Rab7はLLVの膜上に発現していることも分かった．さらにエンドソーム膜融合阻害剤Wortmanninおよびエンドソーム内のpH低下に関与するV-ATPaseの阻害剤であるBafilomycin A1（BafA1）を用いて検討した結果，Wortmannin処理によりHL-SALのLLVへの集積が阻害された．一方，BafA1処理ではLLVの増大が抑制され，未成熟型のLLVにHL-SALの集積が認められた．本結果は，SALは細胞内に取り込まれた後，Rab5が存在する初期エンドソームを介してLLVと融合し，その膜上に集積する可能性が示された．

这项研究的目的是阐明SAL掺入癌细胞的分子机制，以及通过检查药物融合的SAL的产生和实用性来开发新型的癌症治疗方法。 Catfish egg lectin (SAL) binds to Globotriaosylceramide (Gb3), which is expressed on the surface of the cell membrane of the human cervical cancer-derived cell line HeLa, and is taken up in cells, and then buries from the Golgi and accumulates around lysosomal-like vesicles (LLVs) containing LAMP1 in their membrane components.但是，今年从融合到积累的详细机制尚不清楚。在本文中，我们创建了Hilyte标记的SAL（HL-SAL），并分析了从SAL摄取到HeLa细胞积累的详细机制。可以证实，HL-SAL的掺入开始后1小时开始，随着摄取量的增加，LLV形成和SAL的积累开始在治疗后6小时开始。目前，尚未观察到高尔基体共定位。接下来，我们专注于RAB家族，并通过强行表达GFP-Fusion Rab5和Rab7来检查HL-SAL的定位。 HL-SAL与Rab5和Rab7部分共定位，并且还发现Rab7在LLV的膜上表达。此外，我们使用内体膜融合抑制剂Wortmannin和Bafilomycin A1（BAFA1）（V-ATPase的抑制剂）研究了结果，V-ATPase的抑制剂参与了内体中pH值的降低，而WORTMANNIN治疗抑制了HL-SAL在LLV中的积累。另一方面，BAFA1处理抑制了LLV的增加，并且在未成熟的LLV中观察到HL-SAL积累。结果表明，在细胞中摄入后，Rab5可能会通过存在Rab5的早期内体融合，并在其膜上积聚。