ゲノム編集技術を応用した新規胃癌肝転移関連分子LAMP5の機能解析

• Project/Area Number: 19K18050
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 筒山 将之 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (80837394)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 胃癌 / 肝転移 / LAMP5

Outline of Research at the Start

予後不良な胃癌肝転移の診断・治療を進歩させるためには、胃癌肝転移関連分子の同定、及び機能の解析が不可欠である。本研究では胃癌肝転移症例から得た肝転移巣、原発巣、正常胃粘膜組織を対象に実施した Transcriptome解析から同定した候補分子 LAMP5の機能を調べる。すでにLAMP高発現胃癌細胞株に対してゲノム編集を行い安定的LAMP5ノックアウト胃癌細胞株を樹立した。この LAMP5ノックアウト胃癌細胞株を活用し、LAMP5の胃癌細胞機能と肝転移巣形成能への影響を調べるとともに、その外科切除標本や血液における発現と転移・予後との相関を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

進行再発胃癌は依然として高率に再発を来す予後不良な疾患であるが、その転移様式には血行性転移・腹膜播種転移・リンパ節転移がある。腹膜播種転移に関してはタキサン系抗癌剤の腹腔内投与や、それを組み合わせた手術戦略など集学的治療の開発が進んでいる。一方で肝転移に特化した治療や予防のための選択肢は乏しく、特異的なバイオマーカーも存在しない。そこで本研究では、網羅的遺伝子発現解析により胃癌肝転移関連分子候補として Lysosomal Associated Membrane Protein Family Member 5 (LAMP5)を抽出し、その胃癌における発現・機能を検討した。LAMP5 高発現胃癌細胞株に対してCRISPR/Cas9 法によるゲノム編集を行い、 LAMP5ノックアウト (以下KO) 胃癌細胞株を樹立した。LAMP5-KO細胞株では、肝転移形成過程で重要となる浸潤能、遊走能、接着能のいずれもが抑制されていた。さらに、LAMP5のKOによりAnnexin V陽性細胞比率が増加し、ミトコンドリア膜電位の脱分極が誘導された。in vivo実験としてNUDEマウスの皮下にLAMP5-KO株と親株を注入し、生体内での単純な造腫瘍能の比較を行ったところ、LAMP5-KO株は軽度の造腫瘍能低下を認めた。LAMP5が肝転移形成に関与することを解明する鍵となる実験として、肝転移モデルをKO胃癌細胞株と親株を用いて作成した。in vivo imaging法により肝腫瘍形成能を比較したところ、LAMP5-KO株では高度に肝転移巣形成能が阻害されていた。これらの結果から、LAMP5は胃癌肝転移形成に重要な役割を有し、肝転移特異的診断マーカー、さらには治療標的分子として有望であることが示された。