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Activation of arginase-1-mediated arginine metabolism regulates metastatic colonization of colon cancer cells

Research Project

Project/Area Number 20K17635
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 55020:Digestive surgery-related
Research InstitutionKanagawa Cancer Center Research Institute

Principal Investigator

Huihui Xiang  地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立がんセンター(臨床研究所), 臨床研究所, 技師・研究員 (80869793)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords大腸がん / 転移性肝がん / 肝転移 / アルギナーゼ / 樹状細胞 / キラーT細胞 / アルギナーゼ1 / アルギニン / 消化器外科学関連
Outline of Research at the Start

現在日本で大腸がん患者の死亡人数は年々増加傾向がある、先行研究で大腸がん細胞株を使用した担がんマウスモデルで、がん微小環境において尿素回路の代謝関連酵素の一つであるアルギナーゼの活性化を見出すとともに、アルギナーゼ阻害剤を投与することにより、抗腫瘍免疫の賦活と腫瘍形成が抑制されることを確認した。本研究では大腸がん肝転移マウスモデルを構築し、大腸がんの肝転移におけるアルギナーゼの作用効果を確認した。さらに大腸がん患者のアルギナーゼの発現レベルとがんの悪性化、転移との関連性について検証し、大腸がん・肝転移領域における、アルギナーゼを標的とした新規がん治療の確立に資する科学的エビデンスを蓄積する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, a mouse model of colorectal cancer liver metastasis was generated. Treatment with an arginase inhibitor significantly suppressed metastasis formation in liver, and elevated expression levels of MHC class II in mature dendritic cells, as well as perforin and granzyme B in anti-tumour effector T cells that infiltrated into the tumour tissue. These results suggest that inhibition of arginase may not only activate antitumor immunity but also be a new therapeutic target for suppressing metastatic colonization in colorectal cancer.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がんの再発・転移の制御は、がん疾患の克服において、非常に重要な課題の一つである。そこで本研究では、担がん生体でのアルギナーゼの活性化に着目し、大腸がんの肝転移巣形成におけるアルギナーゼの関与を確認した、大腸がんの転移巣形成を制御する新たな標的としての有用性を示した。アルギナーゼ活性化の阻害による抗腫瘍メカニズムを解明したにより、大腸がんの肝転移巣形成を制御する科学的エビデンスの蓄積たと考えられる。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021 2020

All Presentation (6 results)

  • [Presentation] アルギナーゼ1を介したアルギニン代謝の活性化は大腸がんの肝転移巣形成と抗腫瘍免疫を制御する2022

    • Author(s)
      北村秀光、王向東、項慧慧、豊島雄二郎、沈輝棟、志智俊介、中本裕紀、木村沙織、杉山昂、本間重紀、宮城洋平、武冨紹信
    • Organizer
      第25回日本がん免疫学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] アルギナーゼ1の発現とアルギニン代謝の活性化は、がんの悪性化と抗腫瘍免疫の抑制に関連する2021

    • Author(s)
      北村秀光、王向東、項慧慧、豊島雄二郎、沈輝棟、杉山昂、志智俊介、木村沙織、本間重紀、武冨紹信.
    • Organizer
      第25回日本がん免疫学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] A novel prognostic gene signature of amino acid metabolism in lung adenocarcinoma2021

    • Author(s)
      Huihui Xiang, Rika Kasajima, Tetsuro Sasada, Yohei Miyagi.
    • Organizer
      第80回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Arginine metabolism in the tumor-bearing state is related to the metastatic colonization of cancer cells2021

    • Author(s)
      Xiangdong Wang, Huihui Xiang, Yujiro Toyoshima, Shunsuke Shichi, Ko Sugiyama, Shen Weidong, Saori Kimura, Shigenori Homma, Akinobu Taketomi, Hidemitsu Kitamura.
    • Organizer
      第50回日本免疫学会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Blockade of arginase-1 reduces metastatic colonization of colon cancer cells in tumor-bearing host2020

    • Author(s)
      Xiangdong Wang, Huihui Xiang, Yujiro Toyoshima, Ko Sugiyama, Shunsuke Shichi, Shen Weidong, Shigenori Homma, Akinobu Taketomi, Hidemitsu Kitamura
    • Organizer
      第79回 日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 尿素回路・オルニチン代謝関連酵素であるアルギナーゼ1遺伝子の発現は大腸がんの転移巣形成と関連する2020

    • Author(s)
      王向東, 項慧慧, 豊島雄二郎, 杉山昂, 志智俊介, 沈輝棟, 本間重紀, 武冨紹信, 北村秀光
    • Organizer
      第24回 日本がん免疫学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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