肝癌幹細胞の維持・免疫寛容機構の解明と治療最適化の検討

• Project/Area Number: 21K07953
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 荘 拓也 北海道大学, 大学病院, 助教 (50581104)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂本 直哉 北海道大学, 医学研究院, 教授 (10334418) ; 須田 剛生 北海道大学, 大学病院, 特任助教 (20447460)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: HCC / 肝癌幹細胞 / FGF / 肝がん / 癌幹細胞 / 腫瘍免疫 / cancer stem like cells / 免疫寛容

Outline of Research at the Start

本研究では、申請者らが独自に樹立・明らかにした肝癌CSCsとＦＧFシグナルの関連が免疫寛容機構に及ぼす影響の解明を目指す。これら申請者らにより今までに明らかにしてきた肝癌幹細胞に対する知見と今研究で明らかにする肝癌幹細胞免疫寛容機構の解明により得られる知見を発展させ、肝癌幹細胞をターゲットとした免疫チェックポイント阻害剤を含む治療最適化探索の萌芽となる知見の獲得を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

世界における肝がんはがん関連死亡原因の第 2 位と公衆衛生上、大きな問題となり、今後もその罹患数は増加が予想されている。申請者らは、肝癌関連死の減少を目指し、肝癌治療の多施設共同臨床研究を行うとともに、肝癌の難治性の原因の一旦に肝癌幹細胞（CSCs）が関与するとの仮説ものもと、肝癌幹細胞の研究を行ってきた。その中で、肝癌幹細胞維持に重要なファクターとしてKLF5が強く関与する事を明らかにし、その恒常発現細胞を樹立、同細胞株を用いて検討を行い肝癌CSCs維持にFGFR1-3シグナルが重要である事をあきらかにした。この独自に樹立した肝癌CSCs細胞の表現型を持つcell line を用いて、FGFRシグナルと肝癌CSCs細胞の維持機構について検討をすすめた。その結果、FGFR4/FGF19 axis を中心としたシグナルは、腫瘍増殖に重要である事を見出したが、一報でFGFR1-3/FGF2を介したシグナルは肝癌ＣＳＣｓの維持に重要である事を明らかにした。このcell lineを用いて、更にＦＧＦシグナルとＣD44/ＣD133高発現細胞に代表される、肝癌幹細胞上のＰＤＬ１を初めてとした等腫瘍免疫関連因子発現との関連解析を行い、FGFシグナルと肝癌幹細胞における腫瘍免疫に与えるFGFの影響を明らかにした。これら、肝癌幹細胞免疫寛容機構の解明により得られる知見を発展させ、肝癌幹細胞をターゲットとした免疫チェックポイント阻害剤を含む治療最適化探索を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

肝癌幹細胞の表現型を有する、cell line の構築に成功し、それを用いて肝癌におけるcancer stem cell 維持においてFGFシグナルの重要性を明らかにするとともに、腫瘍免疫との関連の検討まで進めている為

Strategy for Future Research Activity

肺がん・乳癌においては、肝癌のＣＳＣｓマーカーであるCD44発現がPDL-1発現に強く寄与する事が報告されている。同知見に基づき、肝癌幹細胞においてFGFR1-3シグナルがCD44高発現を誘導する事,　CD44発現が乳癌、肺がんにおいては、PDL-1発現を誘導する事より、肝癌幹細胞におけるFGFR1-3シグナルを含む各増殖シグナル、CD44とPDL-1発現・他免疫抑制性受容体発現解析を行い、in vivo では同種移植モデルを用い、更に臨床検体、癌ゲノムデータベース(TCGA　database)を用い人においても下記の如く検討する。１）KLF5恒常発現細胞、コントロール細胞のCD44, PDL-1含む免疫寛容受容体発現をRT-PCR, FACSで検討。更にIFN存在時における反応性も検討する。２）FGFR1-3, 4, HGF, ANG2, VEGF, EGFR 阻害剤加療によるKLF5恒常発現細胞、コントロール細胞における免疫寛容受容体発現を検討３）マウス肝癌細胞株Hep55.1.cをソーティングによりCD44high/CD133 high , CD44low/CD133 low 細胞を分離培養して、上記と同様の検討を行う。IFN存在時における反応性も検討する。４）同系マウスのC57BL/6の肝臓にマウス肝癌細胞株Hep55.1.cをソーティングにより分離したCD44high/CD133 high, CD44low/CD133 low移植し、腫瘍形成能、免疫チェックポイント阻害剤への応答性を検討する

Research Products

• [Journal Article] Survival outcomes from atezolizumab plus bevacizumab versus Lenvatinib in Child Pugh B unresectable hepatocellular carcinoma patients (2023)
  • Author(s): Rimini M, Persano M, Tada T, Suda G, Shimose S, Kudo M, Cheon J, Finkelmeier F, Lim HY, Presa J, Salani F, Lonardi S, Piscaglia F, Kumada T, Sakamoto N, Iwamoto H, Aoki T, Chon HJ, Himmelsbach V, Schirripa M, Montes M, Vivaldi C, Solda C, Hiraoka A, Sho T, Niizeki T, Nishida N, et al.
  • Journal Title: Journal of cancer research and clinical oncology Volume: ー Issue: 10 Pages: 7565-7577
  • DOI: 10.1007/s00432-023-04678-2
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hepatitis C virus eradication by direct‐acting antivirals causes a simultaneous increase in the prevalence of fatty liver and hyper low‐density lipoprotein cholesterolemia without an increase in body weight (2023)
  • Author(s): Tokuchi Yoshimasa、Sho Takuya et al.,
  • Journal Title: Hepatology Research Volume: in press Issue: 7 Pages: 595-606
  • DOI: 10.1111/hepr.13899
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Real-World Data for Atezolizumab Plus Bevacizumab in Unresectable Hepatocellular Carcinoma: How Does Adherence to the IMbrave150 Trial Inclusion Criteria Impact Prognosis? (2023)
  • Author(s): Rimini M, Persano M, Tada T, Suda G, Shimose S, Kudo M, Cheon J, Finkelmeier F, Lim HY, Presa J, Masi G, Yoo C, Lonardi S, Piscaglia F, Kumada T, Sakamoto N, Iwamoto H, Aoki T, Chon HJ, Himmelsbach V, Pressiani T, Montes M, Vivaldi C, Solda C, Hiraoka A, Sho T, Niizeki T, Nishida N, et al.
  • Journal Title: Targeted oncology Volume: 18 (2) Issue: 2 Pages: 221-233
  • DOI: 10.1007/s11523-023-00953-x
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Efficacy and Effect on Liver Functional Reserve of Atezolizumab and Bevacizumab for Unresectable Hepatocellular Carcinoma in Patients Who Do Not Meet Eligibility Criteria of IMbrave150 (2022)
  • Author(s): Sho Takuya et al.,
  • Journal Title: Cancers Volume: 14 Issue: 16 Pages: 3938-3938
  • DOI: 10.3390/cancers14163938
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Overestimated Renal Function in Patients with Liver Cirrhosis Predicts Poor Prognosis (2022)
  • Author(s): Yoshida Sonoe、Suda Goki、et al.,
  • Journal Title: Hepatology Research Volume: in press Issue: 7 Pages: 603-613
  • DOI: 10.1111/hepr.13765
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changes in the estimated renal function after hepatitis C virus eradication with direct-acting antiviral agents: Impact of changes in skeletal muscle mass (2021)
  • Author(s): Tokuchi Y, Suda G, Kimura M, Maehara O, Kitagataya T, Ohara M, Yamada R, Shigesawa T, Suzuki K, Kawagishi N, Nakai M, Sho T, Natsuizaka M, Morikawa K, Ogawa K, Sakamoto N.
  • Journal Title: J Viral Hepat. Volume: in press Issue: 5 Pages: 755-763
  • DOI: 10.1111/jvh.13484
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Baseline elevated serum angiopoietin-2 predicts long-term non-regression of liver fibrosis after direct-acting antiviral therapy for hepatitis C (2021)
  • Author(s): Kawagishi Naoki、Suda Goki、Kimura Megumi、Maehara Osamu、Yamada Ren、Tokuchi Yoshimasa、Kubo Akinori、Kitagataya Takashi、Shigesawa Taku、Suzuki Kazuharu、Ohara Masatsugu、Nakai Masato、Sho Takuya、Natsuizaka Mitsuteru、Morikawa Kenichi、Ogawa Koji、Kudo Yusuke、Nishida Mutsumi、Sakamoto Naoya
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 11 Issue: 1 Pages: 9207-9207
  • DOI: 10.1038/s41598-021-88632-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] FGFR2 maintains cancer cell differentiation via AKT signaling in esophageal squamous cell carcinoma (2021)
  • Author(s): Maehara Osamu、Suda Goki、Natsuizaka Mitsuteru、Shigesawa Taku、Kanbe Gouki、Kimura Megumi、Sugiyama Masaya、Mizokami Masashi、Nakai Masato、Sho Takuya、Morikawa Kenichi、Ogawa Koji、Ohashi Shinya、Kagawa Shingo、Kinugasa Hideaki、Naganuma Seiji、Okubo Naoto、Ohnishi Shunsuke、Takeda Hiroshi、Sakamoto Naoya
  • Journal Title: Cancer Biology & Therapy Volume: 22 Issue: 5-6 Pages: 372-380
  • DOI: 10.1080/15384047.2021.1939638
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Early response and safety of atezolizumab plus bevacizumab for unresectable hepatocellular carcinoma in patients who do not meet IMbrave150 eligibility criteria (2021)
  • Author(s): Sho Takuya、Suda Goki、et al.,
  • Journal Title: Hepatology Research Volume: 51 Issue: 9 Pages: 979-989
  • DOI: 10.1111/hepr.13693
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characteristics and Lenvatinib Treatment Response of Unresectable Hepatocellular Carcinoma with Iso-High Intensity in the Hepatobiliary Phase of EOB-MRI (2021)
  • Author(s): Kubo Akinori、Suda Goki、Kimura Megumi、Maehara Osamu、Tokuchi Yoshimasa、Kitagataya Takashi、Ohara Masatsugu、Yamada Ren、Shigesawa Taku、Suzuki Kazuharu、Kawagishi Naoki、Nakai Masato、Sho Takuya、Natsuizaka Mitsuteru、Morikawa Kenichi、Ogawa Koji、Ohnishi Shunsuke、Sakamoto Naoya
  • Journal Title: Cancers Volume: 13 Issue: 14 Pages: 3633-3633
  • DOI: 10.3390/cancers13143633
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prospect of lenvatinib for unresectable hepatocellular carcinoma in the new era of systemic chemotherapy (2021)
  • Author(s): Sho Takuya、Morikawa Kenichi、Kubo Akinori、Tokuchi Yoshimasa、Kitagataya Takashi、Yamada Ren、Shigesawa Taku、Kimura Mugumi、Nakai Masato、Suda Goki、Natsuizaka Mitsuteru、Ogawa Koji、Sakamoto Naoya
  • Journal Title: World Journal of Gastrointestinal Oncology Volume: 13 Issue: 12 Pages: 2076-2087
  • DOI: 10.4251/wjgo.v13.i12.2076
  • Peer Reviewed / Open Access