Molecular mechanism of metastasis, invasion, and resistance to chemo-/radiotherapy in hepato-biliary and pancreatic malignancies

• Project/Area Number: 20K09069
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Osaka International Cancer Institute
• Principal Investigator: 和田 浩志 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 消化器外科 副部長 (00572554)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 大作 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (60571396) ; 長谷川 慎一郎 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 消化器外科医長 (60621026) ; 高橋 秀典 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 消化器外科副部長 (90601120)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: エクソソーム / microRNA / 肝細胞癌 / 胆道癌 / 膵臓癌 / 低酸素 / 肝臓癌 / 癌関連線維芽細胞 / 癌幹細胞

Outline of Research at the Start

肝胆膵領域癌（肝臓癌，胆道癌，膵臓癌）の浸潤・転移機構を解明して，治療標的を確立するために，癌細胞より分泌される細胞内情報伝達物質であるエクソソームが線維芽細胞／肝星細胞，血管内皮細胞を刺激することで，癌関連線維芽細胞（Cancer associated Fibroblasts: CAFs）への分化や前転移ニッチの形成を促進することを検証する。また，癌特異的なエクソソームの働きと内包する分子である蛋白質，mRNA，microRNAを解析することで，肝胆膵領域癌の転移・浸潤・治療抵抗性の分子機構を解明し，新たな治療標的を同定する。

Outline of Annual Research Achievements

肝胆膵領域癌における転移・浸潤・治療抵抗性に関する分子機構の解明を目的として，前年度までにin vitroの実験として肝細胞癌株4種（HLE，HLF，PLC/PRF/5，HuH7）と血管内皮細胞（HuVEC）を用いて，低酸素培養下でのExosomeを抽出し，Exosome内に内包されるmiRNAのうち，miR-155が有意に増加しており，anti-miR-155による阻害実験によって，肝細胞癌株が低酸素下で分泌するmiR-155を抑制することで，血管内皮細胞の管腔形成が阻害することを確認した。
本年度は，臨床検体を用いた検討として，根治肝切除術を施行した初発肝細胞癌40症例を対象として，術前血清と切除標本を用いて，術前血清よりエクソソームを抽出してin vitroで血管新生に関与する因子であったmiR-155の発現量を測定した。miR-155発現量の中央値で高発現群と低発現群の2群に分けて比較検討を行うと，患者背景因子，腫瘍径，腫瘍個数，脈管侵襲などに有意差は認めなかったが，無再発生存曲線をKaplan-Meier法で分析すると3年無再発生存率は低発現群で75.0%，高発現群で37.9%と有意にmiR-155高発現群で有意に予後不良であった。
今後は，切除標本における血管新生因子の発現を比較するとともに，肝胆膵癌の切除検体新鮮サンプルを用いて，継代可能なオルガノイドを作成し，腫瘍細胞由来のエクソソームを抽出して，腫瘍細胞およびエクソソーム内に内包される分子について，トランスクリプトーム解析，microRNAアレイを行い標的分子を同定するとともに，オルガノイドを用いて標的分子の発現を検討する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

前年度までにmiR-155が肝細胞癌における血管新生促進および浸潤・転移に関与していることを見出すことができた。臨床検体を用いて，miR-155の発現が再発に関与することを確認した。オルガノイドを作成して，エクソソーム内のmicroRNAを網羅的に解析することで標的分子同定を進めていく予定にしているが，まだ解析を行なえていないため，やや遅れていると判断する。

Strategy for Future Research Activity

臨床サンプルの集積は進んでおり，切除検体からのオルガノイド作成について予備実験で，安定して作成および継代が可能となっているため，これらを用いて，研究を推進することが可能である。

Research Products

• [Journal Article] DUPAN-II normalisation as a biological indicator during preoperative chemoradiation therapy for resectable and borderline resectable pancreatic cancer (2023)
  • Author(s): Hasegawa S, Takahashi H, Akita H, Mukai Y, Mikamori M, Asukai K, Yamada D, Wada H, Fujii Y, Sugase T, Yamamoto M, Takeoka T, Shinno N, Hara H, Kanemura T, Haraguchi N, Nishimura J, Matsuda C, Yasui M, Omori T, Miyata H, Ohue M, Ishikawa O, Sakon M.
  • Journal Title: BMC Cancer Volume: 23 Issue: 1 Pages: 63-63
  • DOI: 10.1186/s12885-023-10512-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical impact of body composition on postoperative outcomes during neoadjuvant chemoradiation therapy for distal bile duct cancer (2022)
  • Author(s): Fujii W, Wada H, Hasegawa S, Mukai Y, Asukai K, Akita H, Sugase T, Yamamoto M, Takeoka T, Shinno N, Hara H, Kanemura T, Haraguchi N, Nishimura J, Yasui M, Matsuda C, Omori T, Miyata H, Ohue M, Sakon M, Takahashi H
  • Journal Title: Molecular and Clinical Oncology Volume: 16 Issue: 6 Pages: 109-109
  • DOI: 10.3892/mco.2022.2542
  • Peer Reviewed