新規抗腫瘍薬で探る変異KRAS陽性癌細胞の小胞体ストレス応答と細胞死誘導制御

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変異KRASおよびKRAS関連シグナルは、癌治療における重要な標的の一つである。我々は、三次元培養系を用いて、癌スフェロイドの増殖を特異的に阻害するカルボリン誘導体化合物ピラメソカルニル(PMC)の同定に成功した。PMCは、変異KRAS陽性大腸がん由来細胞HCT116に対して増殖抑制効果を示す一方で、HCT116由来の変異KRAS欠失細胞HKe3に対しては低毒性であった。本研究は、PMCの標的分子を明らかにし、PMCの抗腫瘍効果の分子メカニズムの解明を目的とする。令和４年度は、主に以下３つの結果を得た。(1) PMCは、HCT116細胞に限らず、種々の組織由来でKRAS以外のドライバー変異を有する癌細胞株に対しても増殖抑制効果を発揮した。(2) RNA-sequencing解析の結果、PMCで処理した癌スフェロイドにおいて、低酸素応答因子HIF1が制御する好気性解糖が抑制されていた。(3) PMCの標的分子候補としてプルダウン法で同定した小胞輸送制御因子KDEL receptor (KDELR)に着目し、PMCの作用機序の解明を目指した。KDELRはゴルジ体膜に局在し、結合したリガンドタンパク質を小胞体へ送り返す機能を持つ(逆行性輸送の制御)。蛍光イメージングにより、KDELR及びそのリガンドである小胞体タンパク質の局在がPMCによって乱されることがわかった。また、PMCが小胞体ストレス応答を誘導することがイムノブロット解析により明らかになった。本研究により、PMCはKDELRの分子機能を阻害することによって小胞体ストレスを惹起し、それによってスフェロイドの増殖を抑制する可能性が示された。これら作用機序の検証を通じて、新たな抗腫瘍戦略の道筋が開かれ、変異KRAS陽性癌を含む難治性癌の治療の実現につながることが期待される。