Tumor angiogenesis inhibition by regulation of reactive oxygen species

• Project/Area Number: 16K20555
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Surgical dentistry
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 北條 敬之 北海道大学, 大学病院, 助教 (60756691)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 活性酸素種 / 血管新生 / ERK / NF-ｋB / Smad / VEGF / 腫瘍血管 / 腫瘍血管新生 / 腫瘍微小環境

Outline of Annual Research Achievements

前年度に、血管内皮細胞において活性酸素種がVEGFなどの血管新生に関わる遺伝子や腫瘍血管内皮細胞マーカーとされている遺伝子の発現を亢進させることが明らかとなった。その結果を受けて今年度行った結果を以下に示す。
①活性酸素種を介した細胞内シグナル伝達の解析：血管内皮細胞に活性酸素種を誘導し、活性酸素種が細胞内シグナル伝達に及ぼす影響を、Western blotting法と細胞免疫染色法により解析した。結果としては、血管内皮細胞では活性酸素種の蓄積によりERK, NF-kBのリン酸化が起こっていることが明らかとなった。さらに、腫瘍血管内皮細胞においては、活性酸素種がSmad2/3のリン酸化を引き起こすことも明らかとなった。
②抗酸化剤を用いた腫瘍血管内皮細胞の活性酸素種制御の検討：既存の抗酸化剤（DPI）や緑茶カテキン（EGCG）などの抗酸化物質を用いて、腫瘍血管内皮細胞の活性酸素種が除去されうるかをDHE試薬を用いてプレートリーダーおよびフローサイトメトリーにより解析した結果、DPIとEGCGのどちらにおいても活性酸素種が除去されることが明らかとなった。また、抗酸化剤により今まで解析して得た血管新生関連遺伝子、腫瘍血管内皮マーカーならびに細胞内シグナル経路へ及ぼす影響、運動能の亢進をキャンセルすることが明らかとなった。
③in vivoにおける腫瘍血管内皮の異常性獲得と活性酸素種との因果関係の検討：担癌マウスに抗酸化剤（DPI）を投与し、腫瘍の大きさ、微小血管密度、腫瘍血管内皮細胞マーカー発現への影響などを検討した。結果としては、腫瘍の大きさについては抗酸化剤により小さくなる傾向が見られ、微小血管密度は優位に減少した。腫瘍血管マーカーについては特定のもので発言が優位に抑制された。

Research Products

• [Journal Article] Aneuploidy of murine immortalized endothelial cell line, MS1 (2017)
  • Author(s): Hida K., Maishi N., Dorcas Akuba-Muhyia Annan, Kondoh M., Hojo T., Umma Habiba, Ohga N., Ishikawa K, Sato M., Torii C., Yanagiya M., Morimoto M., Hida Y., Shindoh M.
  • Journal Title: Journal of Oral Biosciences Volume: 59 Pages: 50-54
  • DOI: 10.1016/j.job.2016.10.004
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ROS enhance angiogenic properties via regulation of NRF2 in tumor endothelial cells (2017)
  • Author(s): Hojo Takayuki、Maishi Nako、Towfik Alam Mohammad、Akiyama Kosuke、Ohga Noritaka、Shindoh Masanobu、Hida Yasuhiro、Minowa Kazuyuki、Fujisawa Toshiaki、Hida Kyoko
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 8 Pages: 45484-45495
  • DOI: 10.18632/oncotarget.17567
  • NAID: 120006344445
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tumor endothelial cells express high pentraxin 3 levels. (2016)
  • Author(s): Hida K., Maishi N., Kawamoto T., Akiyama K., Ohga N., Hida Y., Yamada K., Hojo T., Kikuchi H., Sato M., Torii C., Shinohara N., Shindoh M
  • Journal Title: Pathology International Volume: 66 Pages: 687-694
  • DOI: 10.1111/pin.12474
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Carbonic anhydrase 2 (CAⅡ) is essential for tumor endothelial cell proliferation (2018)
  • Author(s): Annan Dorcas A., 間石奈湖，曽我朋義，篠原信雄，Dawood Randa, Li Cong, 菊地 央，北條敬之，森本真弘，樋田泰浩，樋田京子
  • Organizer: 第51回北海道病理談話会
• [Presentation] プリロカインとニトログリセリンの併用が原因と考えられたメトヘモグロビン血症の1例 (2016)
  • Author(s): 北條敬之、木村幸文、藤澤俊明
  • Organizer: 日本臨床麻酔学会第36回大会
  • Place of Presentation: 高知市文化プラザカルポート(高知県高知市)
• [Presentation] 術前診察で先天性メトヘモグロビン血症が判明した患者の全身麻酔管理経験 (2016)
  • Author(s): 浜谷絵里、渋谷真希子、木村幸文、北條敬之、藤澤俊明
  • Organizer: 第44回日本歯科麻酔学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
• [Presentation] 恒久的ペースメーカーの植込みが行われていない高度房室ブロックを有するNoonan症候群患者の全身麻酔経験 (2016)
  • Author(s): 石川恵美、渋谷真希子、北條敬之、木村幸文、藤澤俊明
  • Organizer: 第44回日本歯科麻酔学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）