プロテアソーム活性のイメージングシステムを用いた化学放射線療法抵抗性の骨肉腫幹細胞の同定

概要

骨肉腫は、小児や思春期の人に最も多い原発性の骨の悪性腫瘍です。再発や転移の可能性は、腫瘍全体を再生する能力をもつ腫瘍起始細胞（TIC）のような、幹細胞に似た性質をもつ細胞の亜集団によるものと考えられます。骨肉腫のTICを標的にすることは、この深刻な病気の新たな治療法を開発するうえで有望な道です。TICは通常、静止状態にあり、タンパク質の代謝回転が低く、代謝が低下し、プロテアソームの活性が下がっています。最近、いくつかのがんで、プロテアソーム活性の低いがん細胞がTICとして同定されています。

本研究では、2つの骨肉腫細胞株MG-63とU2-OSに、緑色蛍光タンパク質ZsGreenとマウスのオルニチン脱炭酸酵素のC末端デグロンとの融合タンパク質の発現ベクターを安定に導入し、生きた細胞の26Sプロテアソーム活性をモニタリングしました。蛍光活性化セルソーティング（FACS）でプロテアソーム活性の低い骨肉腫細胞を分離し、これらのZsGreen+細胞がTIC様の性質をもつかどうかを検証しました。

ZsGreen+細胞はスフェア形成能が高く、ZsGreen+細胞とZsGreen-細胞への非対称分裂を行った一方、ZsGreen-細胞はZsGreen-細胞への対称分裂しか行いませんでした。さらに、ZsGreen+細胞は化学療法と放射線療法により強い抵抗性を示しました。本研究は、このシステムで化学放射線療法抵抗性のTICを可視化できることを示し、骨肉腫幹細胞のさらなる研究の根拠を示しました。