がん細胞が酸化ストレスから身を守り生存する仕組みを発見 〜防御を断ち細胞死を促進する新たながん治療標的として期待〜

ad

2026-08-06 琉球大学

琉球大学、近畿大学、理化学研究所などの共同研究グループは、がん細胞が酸化ストレスから身を守る新たな防御機構「SMG1/DNA-PK–NRF2経路」を発見した。研究では、ストレス応答酵素であるSMG1とDNA-PKが、抗酸化転写因子NRF2を直接リン酸化して活性化し、活性酸素(ROS)を除去することで細胞を酸化ストレスから保護することを明らかにした。一方、SMG1またはDNA-PKを阻害すると、がん細胞では活性酸素が過剰に蓄積し、主としてフェロトーシスを介して選択的に細胞死が誘導された。新たに同定したSMG1阻害剤では正常細胞への影響を抑えながら、がん細胞の生存率を大きく低下させることも確認された。難治性がんは酸化ストレスへの耐性が高いことが知られており、本研究は酸化ストレス防御機構を標的とした新しい分子標的治療や、薬剤耐性がん・発生初期のがんに対する治療戦略の開発につながる成果として期待される。

がん細胞が酸化ストレスから身を守り生存する仕組みを発見 〜防御を断ち細胞死を促進する新たながん治療標的として期待〜

<関連情報>

2つのストレス応答キナーゼは、軽度の酸化ストレス下で抗酸化プログラムを活性化することでフェロトーシスを抑制する Two stress-responsive kinases suppress ferroptosis by activating antioxidant programs under mild oxidative stress

Yumiko Fujikawa,Hirotatsu Imai,Tetsuo Onuki,Kouji Hoshino,Marco A. De Velasco,Kazuhiko Matsuo,Hitomi Kurosawa,Kyoko Aoyagi,Hiroko Hirose,Yoshie Nakamura,Akiko Uchiyama,Kae Suzuki,Mariko Mizuguchi,Hidehisa Takahashi,Hiroyuki Osada,Noritaka Kagaya,Kazuo Shin-ya,Hiroyuki Satofuka,Yukinari Kato,Hidehito Kuroyanagi,Daisuke Utsumi,Kenzo Takahashi,Takashi Nakayama,Hirotsugu Uemura,… Akio Yamashita
Signal Transduction and Targeted Therapy  Published:03 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41392-026-02892-1

Abstract

Cancer cells maintain chronically elevated levels of reactive oxygen species (ROS) while relying on robust antioxidant programs to preserve redox homeostasis and viability. Although therapeutic strategies that disrupt this balance to induce lethal oxidative stress and ferroptosis have emerged as promising anticancer approaches, the upstream signaling mechanisms that constrain ROS accumulation under physiologically relevant stress conditions remain incompletely understood. Here, we identify the stress-responsive kinases SMG1 and DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) as functionally redundant regulators of redox homeostasis and ferroptosis resistance. Genetic or pharmacological inhibition of either kinase triggers ferroptotic cell death, accompanied by marked accumulation of total ROS, ferrous iron, and lipid hydroperoxides. Mechanistically, under mild oxidative stress, SMG1 and DNA-PK cooperatively phosphorylate the central antioxidant transcription factor NRF2 at serine 13 and serine 40, weakening its interaction with the negative regulator KEAP1 and promoting NRF2 accumulation and transcriptional activation. Transcriptomic profiling of de novo mRNAs revealed that inhibition of either kinase is sufficient to suppress NRF2-driven antioxidant gene expression. In contrast, excessive oxidative stress overrides this pro-survival pathway and redirects signaling toward anti-survival responses mediated by ATF4, ATM–CHK2, and JNK/p38 pathways. Collectively, these findings uncover a previously unrecognized SMG1/DNA-PK–NRF2 signaling axis that functions as a redox stress–intensity–dependent switch governing cell fate decisions between antioxidant adaptation and ferroptotic death. Targeting this axis may represent a promising therapeutic strategy for cancer treatment.

医療・健康
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました