Elucidation and therapeutic application of tumor microenvironmental control mechanism by exosomes secreted by high-grade oral cancer

• Project/Area Number: 18K09771
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Yoshida Ryoji 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (10632458)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 口腔扁平上皮癌 / エクソソーム / 治療抵抗性 / 放射線耐性 / マイクロRNA / 口腔がん / 腫瘍微小環境 / アポトーシス / DNAダメージ / 口腔癌 / 癌幹細胞

Outline of Final Research Achievements

The present study focused on radiation resistance of high-grade oral cancer, especially oral squamous cell carcinoma (OSCC) cells. The exosomes secreted by the radiation-resistant OSCC cell line (SAS-R) established from the OSCC cell line SAS confer radioresistant phenotype on SAS and HSC2 through BAK regulation by the contained miR-503-3p and apoptosis suppression . In addition, as a result of analysis using patient's serum, it was clarified that the expression of miR-503-3p in blood correlates with the pathological response to chemoradiotherapy and the patient prognosis. The mechanism of radiation resistance acquisition was clarified

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

放射線抵抗性は口腔がんの治療上、問題となるがん細胞の特性の一つである。本研究では放射線耐性口腔がん細胞がどのように周囲細胞に放射線抵抗性を与えるかを実験的に解析した。本研究から、放射線耐性口腔がん細胞はエクソソーム内に含まれるマイクロRNA（miR-503-3p）を介して放射線によって惹起される細胞死を抑制していることが解明された。また、血中miR-503-3pが放射線治療効果や口腔がんの予後と相関していることが明らかとなった。本研究成果は、新たな口腔がんの放射線耐性獲得機構の存在を示唆するものであり、将来の新規診断・治療法につながると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Circulating miRNA-1290 as a potential biomarker for response to chemoradiotherapy and prognosis of patients with advanced oral squamous cell carcinoma: A single-center retrospective study (2019)
  • Author(s): Nakashima H, Yoshida R, Hirosue A, Kawahara K, Sakata J, Arita H, Yamamoto T, Toya R, Murakami R, Hiraki A, Shinohara M, Ito T, Kuwahara Y, Nakayama H
  • Journal Title: Tumour Biol Volume: 41(3) Issue: 3 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1177/1010428319826853
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 放射線耐性口腔癌細胞は、エクソソームを介して周囲細胞に放射線抵抗性を賦与する (2020)
  • Author(s): 山名啓介、吉田遼司、中嶋光、松岡祐一郎、有田英生、坂田純基、川口翔、郷原俊輔、永尾優果、中山秀樹
  • Organizer: 第74回 NPO法人日本口腔科学会学術集会
• [Presentation] 24.口腔扁平上皮癌の放射線抵抗性におけるエクソソームを介した細胞間相互作用についての検討 (2019)
  • Author(s): 山名啓介、吉田遼司、中嶋光、有田英生、松岡祐一郎、郷原俊輔、川口翔、永尾優果平、中山秀樹
  • Organizer: 第43回 日本頭頸部癌学会
• [Presentation] Exosomes from radioresistant cells enhances radioresistance phenotype in oral squamous cell carcinoma (2019)
  • Author(s): Keisuke Yamana, Ryoji Yoshida, Hikaru Nakashima, Yuichiro Matsuoka, Hidetaka Arita, Junki Sakata, Sho Kawaguchi, Shunsuke Gohara, Yuka Nagao, Kenta Kawahara, Akiyuki Hirosue, Hideki Nakayama
  • Organizer: 第78回 日本癌学会学術総会
• [Presentation] Elucidation of radioresistance in oral squamouscell carcinoma via radioresistant cell-derived exosomes (2019)
  • Author(s): Keisuke Yamana, Ryoji Yoshida, Hikaru Nakashima, Yuichiro Matsuoka, Hidetaka Arita, Junki Sakata, Hideki Nakayama
  • Organizer: 第64回 公益社団法人日本口腔外科学会総会・学術大会
• [Presentation] 口腔がんにおけるmicroRNAを介した悪性形質制御 (2019)
  • Author(s): 吉田遼司、川原健太、中嶋光、坂田純基、有田英生、永田将士、田中拓也、廣末晃之、福間大喜、尾木秀直、平木昭光、篠原正徳、中山秀樹
  • Organizer: 第37回 日本口腔腫瘍学会総会・学術大会
• [Presentation] 口腔扁平上皮癌におけるがん微小環境と放射線耐性に関する検討 (2018)
  • Author(s): 中嶋光、吉田遼司、廣末晃之、松岡祐一郎、川原健太、有田英生、坂田純基、川口翔、郷原俊輔、山名啓介、中山秀樹
  • Organizer: 第42回 日本頭頸部癌学会