模擬微小重力がヒト乳癌細胞の形態と遺伝子発現に及ぼす短期的効果

Short-term effects of simulated microgravity on morphology and gene expression in human breast cancer cells.

• F Strube
• M Infanger
• C Dietz
• A Romswinkel
• A Kraus

抄録

はじめに:

微小重力は乳がん細胞に様々な影響を及ぼすことが示されている。本研究では、ヒト乳がん細胞を微小重力環境に曝露し、その形態や遺伝子発現の変化を調べた。

INTRODUCTION: Microgravity has been shown to impose various effects on breast cancer cells. We exposed human breast cancer cells to simulated microgravity and studied morphology and alterations in gene expression.

材料と方法:

ヒト乳癌細胞をランダムポジショニングマシン(RPM)中で模擬微小重力に24時間曝露した。光顕微鏡下で形態を観察し、遺伝子の変化をqPCRで調べた。

MATERIALS AND METHODS: Human breast cancer cells were exposed to simulated microgravity in a random positioning machine (RPM) for 24 h. Morphology was observed under light microscopy, and gene alteration was studied by qPCR.

結果:

24時間後には三次元構造（スフェロイド）が形成された。BRCA1の発現は、微小重力下の付着細胞では、コントロールに比べて有意に増加した(1.9×, <0.05)。KRASの発現はコントロールと比較して有意に減少した（0.6×、<0.05）。VCAM1の発現は、微小重力下およびスフェロイド中の付着細胞で有意に増加した（各6.6×、2.0×、<0.05）。模擬微小重力下およびスフェロイドの付着細胞では、VIMの発現が有意に低下した（0.45×, 0.44×, <0.05）。の発現に有意な変化は認められなかった。

RESULTS: After 24 h, formation of three-dimensional structures (spheroids) occurred. BRCA1 expression was significantly increased (1.9×,  < 0.05) in the adherent cells under simulated microgravity compared to the control. Expression of KRAS was significantly decreased (0.6×,  < 0.05) in the adherent cells compared to the control. VCAM1 was significantly upregulated (6.6×, 2.0×,  < 0.05 each) in the adherent cells under simulated microgravity and in the spheroids. VIM expression was significantly downregulated (0.45×, 0.44×,  < 0.05 each) in the adherent cells under simulated microgravity and in the spheroids. There was no significant alteration in the expression of , , , and .

結論:

模擬微小重力環境下では、ヒト乳がん細胞において24時間以内にスフェロイド形成が誘導され、接着特性の改変、細胞修復の促進、表現型の保存などの遺伝子発現の変化が見られる。このようなメカニズムを解明することで、新たな治療法への道が開かれると期待されています。

CONCLUSIONS: Simulated microgravity induces spheroid formation in human breast cancer cells within 24 h and alters gene expression toward modified adhesion properties, enhanced cell repair, and phenotype preservation. Further insights into the underlying mechanisms could open up the way toward new therapies.