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Analysis of the effect of hypoxia-induced downregulation of soluble IL-33 receptor on malignant progression of colorectal cancer

Research Project

Project/Area Number 19K07673
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 50010:Tumor biology-related
Research InstitutionTeikyo University

Principal Investigator

Akimoto Miho  帝京大学, 医学部, 講師 (60437556)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords大腸がん / 低酸素 / インターロイキンー33 / GATA3 / 転移抑制 / インターロイキン-33受容体 / インターロイキン-33 / sST2 / IL-33 / 増殖抑制 / HIF / 可溶性IL-33受容体 / がん微小環境
Outline of Research at the Start

我々は、インターロイキン33(IL-33)のデコイ受容体であるsST2の発現量が低酸素下の大腸がん細胞では顕著に低下することを新たに見出した。sST2はIL-33誘導性の炎症性がん微小環境を修飾して大腸がんの悪性進展を抑制する。そのため、大腸がん腫瘍組織内の低酸素領域でもsST2発現低下が認められる場合、悪性進展が促進されることが予想される。そこで本研究では、大腸がん腫瘍内の低酸素領域でのsST2の発現低下とその改善による悪性度の軽減について検討する。これらを立証できれば、腫瘍内の低酸素領域におけるIL-33誘導性の炎症性がん微小環境を標的とした新たな大腸がんの治療法の手掛りとなりうる。

Outline of Final Research Achievements

In the tumor microenvironment of colorectal cancer (CRC), sST2 acts in a tumor-suppressive manner by inhibiting the proinflammatory function of interleukin (IL)-33. This study demonstrates that hypoxia, which is closely associated with tumor malignancy, decreases sST2 expression in CRC cells. Hypoxia-induced sST2 depletion results from hypoxia-inducible factor-dependent nuclear accumulation of IL-33, which binds to GATA3 and blocks its access to the sST2 promoter. Most importantly, restoration of sST2 expression limited to hypoxic regions in mouse CRC tumors improves the inflammatory tumor environment, effectively suppressing tumor growth and metastasis. sST2 depletion is also observed in hypoxic regions of human CRC lesions. Our findings suggest that sST2 enhancement specifically targeting hypoxic tumor regions may be useful in the treatment of malignant CRC.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

大腸がんは本邦において罹患者数の多いがん種の一つであり、今後更なる増加が見込まれる。大腸がんの治療法は進歩を遂げているものの、転移の制御は未だ困難である。そのため、大腸がんの発生・悪性化の機序に関する新たな知見を得ることは大きな意義を持つ。本研究で得られた知見は、腫瘍組織中の低酸素腫瘍領域を標的としたsST2増強が、転移を伴う悪性大腸がんの抑制に有効であることを示すものであり、新たな大腸がん治療戦略への応用の可能性が期待される。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (11 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Hypoxia induces downregulation of the tumor-suppressive sST2 in colorectal cancer cells via the HIF–nuclear IL-33–GATA3 pathway2023

    • Author(s)
      Akimoto Miho、Susa Takao、Okudaira Noriyuki、Koshikawa Nobuko、Hisaki Harumi、Iizuka Masayoshi、Okinaga Hiroko、Takenaga Keizo、Okazaki Tomoki、Tamamori-Adachi Mimi
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Issue: 118

    • DOI

      10.1073/pnas.2218033120

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel LncRNA PTH-AS upregulates interferon-related DNA damage resistance signature genes and promotes metastasis in human breast cancer xenografts2022

    • Author(s)
      Akimoto Miho、Susa Takao、Okudaira Noriyuki、Hisaki Harumi、Iizuka Masayoshi、Okinaga Hiroko、Okazaki Tomoki、Tamamori-Adachi Mimi
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 298 Issue: 7 Pages: 102065-102065

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102065

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MCT4 is induced by metastasis-enhancing pathogenic mitochondrial NADH dehydrogenase gene mutations and can be a therapeutic target2021

    • Author(s)
      Takenaga Keizo、Koshikawa Nobuko、Akimoto Miho、Tatsumi Yasutoshi、Lin Jason、Itami Makiko、Nagase Hiroki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 13302

    • DOI

      10.1038/s41598-021-92772-1

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Obesity reduces the anticancer effect of AdipoRon against orthotopic pancreatic cancer in diet-induced obese mice2021

    • Author(s)
      Takenaga Keizo、Akimoto Miho、Koshikawa Nobuko、Nagase Hiroki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 2923-2923

    • DOI

      10.1038/s41598-021-82617-2

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cancer cell-derived interleukin-33 decoy receptor sST2 enhances orthotopic tumor growth in a murine pancreatic cancer model2020

    • Author(s)
      Takenaga K、Akimoto M、Koshikawa N、Nagase H
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 15 Issue: 4 Pages: e0232230-e0232230

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0232230

    • Related Report
      2020 Research-status Report 2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Hypoxia-induced downregulation of sST2 in CRC cells: its molecular mechanisms and role in tumor growth and metastasis2023

    • Author(s)
      秋元美穂, 奥平准之, 越川信子, 竹永啓三, 安達(玉盛)三美
    • Organizer
      第82回 日本癌学会学術総会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 可溶性インターロイキン-33受容体の大腸がん低酸素領域限定的な発現誘導による抗腫瘍および抗転移効果2023

    • Author(s)
      秋元美穂, 諏佐崇生, 奥平准之, 越川信子, 久樹晴美, 飯塚眞由, 竹永啓三, 安達(玉盛)三美
    • Organizer
      第96回 日本生化学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 低酸素下の大腸がん細胞における腫瘍抑制性sST2発現低下とその回復による腫瘍増殖と転移の抑制2023

    • Author(s)
      秋元美穂, 諏佐崇生, 奥平准之, 越川信子, 久樹晴美, 飯塚眞由, 竹永啓三, 安達(玉盛)三美
    • Organizer
      第46回 日本分子生物学会年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸がん低酸素領域限定的な可溶性IL-33受容体発現の回復は腫瘍の増殖と転移を抑制する.2022

    • Author(s)
      秋元 美穂、諏佐 崇、奥平 准之、岡崎 具樹、安達 三美
    • Organizer
      日本分子生物学会年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A novel lncRNA downstream of the parathyroid hormone gene promotes breast cancer malignancy via upregulation of STAT1.2022

    • Author(s)
      秋元 美穂、奥平 准之
    • Organizer
      日本癌学会学術総会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Restoration of sST2 expression in hypoxic CRC cells suppresses tumor growth by changing inflammatory microenvironment2021

    • Author(s)
      秋元美穂、竹永啓三
    • Organizer
      第80回日本癌学会学術総会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Analysis of the mechanism of hypoxia-induced sST2 downregulation in colorectal cancer cells and its effect on tumor growth2021

    • Author(s)
      秋元美穂、藤井美沙紀、豊嶋歩実、諏佐崇生、奥平准之、久樹晴美、飯塚眞由、竹永啓三、渡部多真紀、安野伸浩、岡崎具樹、安達(玉盛)三美
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸がん細胞において核内のIL-33はGATA3への結合を介して腫瘍抑制性sST2の発現を低酸素下で抑制する2020

    • Author(s)
      秋元美穂、竹永啓三
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 異所性副甲状腺ホルモン産生悪性線維性組織球腫で検出された新規lncRNAの解析2020

    • Author(s)
      秋元美穂、諏佐崇生、安達(玉盛)三美、飯塚眞由、岡崎具樹
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸癌細胞におけるIL-33低酸素誘導性核集積による腫瘍抑制性sST2の発現抑制2019

    • Author(s)
      秋元美穂、竹永啓三
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸がん細胞における低酸素誘導性sST2発現低下のメカニズムの解明2019

    • Author(s)
      秋元美穂、竹永啓三、岡崎具樹
    • Organizer
      第17回がんとハイポキシア研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 帝京大学医学部 生化学講座 ホームページ

    • URL

      https://www.teikyo.jp/teikyo-med_biochem/

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      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 帝京大学医学部 生化学講座ホームページ

    • URL

      http://www.teikyo.jp/teikyo-med_biochem/

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  • [Remarks] 帝京大学医学部生化学講座

    • URL

      https://www.e-campus.gr.jp/staffinfo/public/staff/lists/93

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      2021 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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