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The role of the cGAS-STING pathway for regulations of tumor-microenvironment by immunoradiotherapy in esophageal squamous cell carcinoma

Research Project

Project/Area Number 22K08779
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55020:Digestive surgery-related
Research InstitutionFukushima Medical University

Principal Investigator

中嶋 正太郎  福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (50723417)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 河野 浩二  福島県立医科大学, 医学部, 教授 (40283204)
三村 耕作  福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (90568031)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords食道扁平上皮癌 / cGAS-STING / I型インターフェロン / CD8陽性T細胞 / CD163陽性M2-TAM / IL-34 / CD8+T細胞 / CD163+M2-TAM / cGAS-STING経路 / 免疫放射線療法 / インターロイキン34
Outline of Research at the Start

本研究は「腫瘍細胞のcGAS-STING経路に着目することで放射線照射がESCCの微小環境に及ぼす影響を明らかにし、ESCC免疫放射線療法の効果を促進する新規治療戦略を確立すること」を目的とする。
本研究により生検標本など腫瘍のcGAS-STING発現を事前に調べることで免疫放射線療法の治療効果や予後を予測するバイオマーカーの開発に繋がる可能性がある。また中和抗体や阻害剤によりIL-34を抑制することで免疫放射線療法の効果を高める新規治療戦略の開発にも貢献することが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、食道扁平上皮癌(ESCC)患者の術前化学放射線療法(NACRT)施行前の生検標本とNACRT施行後の手術摘出標本のIHC解析により、腫瘍細胞内cGAS-STING発現が放射線治療による免疫細胞の浸潤に及ぼす影響に関し検討を行った。NACRT前後のESCC組織のCD8陽性T細胞数を比較したところ、NACRT後にCD8陽性T細胞数の有意な増加が観察された。興味深いことにNACRT後のESCC組織においてのみ腫瘍細胞内cGAS-STING発現レベルとCD8陽性T細胞数の間に相関傾向が観察された。したがって、放射線治療によるCD8陽性T細胞の浸潤には、腫瘍細胞内cGAS-STING経路が関与する可能性が示唆された。一方、NACRT前後のESCC組織を用いてCD163陽性M2-TAM数を比較したところ, NACRT後にCD163陽性M2-TAM数が有意に増加していた。CD8陽性T細胞数同様, NACRT後のESCC組織においてのみ腫瘍細胞内cGAS-STINGとCD163陽性M2-TAM数の間に相関傾向が観察された。さらに腫瘍細胞のIL-34発現レベルと腫瘍細胞内cGAS-STING発現レベルに有意な相関が認められ, またIL-34産生レベルはCD163陽性M2-TAM数と有意に相関したことから, 放射線治療によるCD163陽性M2-TAMの浸潤には、ESCC腫瘍細胞内cGAS-STING経路を介したIL-34産生が関与する可能性が示唆された。ESCCの腫瘍細胞内cGAS-STING経路は、放射線治療によるCD8陽性T細胞およびCD163陽性M2-TAM浸潤の両方に寄与する可能性が考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

申請書の研究計画に基づき、ESCC組織において腫瘍細胞内cGAS-STING経路が放射線治療によるCD8陽性T細胞やCD163陽性M2-TAMの浸潤に及ぼす影響を解析することができている。

Strategy for Future Research Activity

次年度の研究では、複数のESCCコホートの遺伝子発現解析により、本年度までに得られた自験例の結果と比較解析を実施する。すでに5つの公開データセットを準備済みである。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The tumor cell-intrinsic cGAS-STING pathway is associated with the high density of CD8+ T cells after chemotherapy in esophageal squamous cell carcinoma2024

    • Author(s)
      Matsuishi Akira、Nakajima Shotaro、Kaneta Akinao、Saito Katsuharu、Fukai Satoshi、Sakuma Mei、Tsumuraya Hideaki、Okayama Hirokazu、Saito Motonobu、Mimura Kosaku、Nirei Azuma、Kikuchi Tomohiro、Hanayama Hiroyuki、Saze Zenichiro、Sakamoto Wataru、Momma Tomoyuki、Kono Koji
    • Journal Title

      Esophagus

      Volume: 21 Issue: 2 Pages: 165-175

    • DOI

      10.1007/s10388-024-01044-0

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] M2 tumor-associated macrophages resist to oxidative stress through heme oxygenase-1 in the colorectal cancer tumor microenvironment2023

    • Author(s)
      Ito Misato、Mimura Kosaku、Nakajima Shotaro、Okayama Hirokazu、Saito Katsuharu、Nakajima Takahiro、Kikuchi Tomohiro、Onozawa Hisashi、Fujita Shotaro、Sakamoto Wataru、Saito Motonobu、Momma Tomoyuki、Saze Zenichiro、Kono Koji
    • Journal Title

      Cancer Immunology, Immunotherapy

      Volume: Online ahead of print Issue: 7 Pages: 2233-2244

    • DOI

      10.1007/s00262-023-03406-6

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ARID1A deficiency is targetable by AKT inhibitors in HER2-negative gastric cancer2023

    • Author(s)
      Sato Takahiro、Saito Motonobu、Nakajima Shotaro、Saito Katsuharu、Katagata Masanori、Fukai Satoshi、Okayama Hirokazu、Sakamoto Wataru、Saze Zenichiro、Momma Tomoyuki、Mimura Kosaku、Kono Koji
    • Journal Title

      Gastric Cancer

      Volume: 26 Issue: 3 Pages: 379-392

    • DOI

      10.1007/s10120-023-01373-6

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Radiation-Induced Remodeling of the Tumor Microenvironment Through Tumor Cell-Intrinsic Expression of cGAS-STING in Esophageal Squamous Cell Carcinoma2023

    • Author(s)
      Nakajima Shotaro、Mimura Kosaku、Kaneta Akinao、Saito Katsuharu、Katagata Masanori、Okayama Hirokazu、Saito Motonobu、Saze Zenichiro、Watanabe Yohei、Hanayama Hiroyuki、Tada Takeshi、Sakamoto Wataru、Momma Tomoyuki、Ohira Hiromasa、Kono Koji
    • Journal Title

      International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics

      Volume: 115 Issue: 4 Pages: 957-971

    • DOI

      10.1016/j.ijrobp.2022.10.028

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of the cGAS-STING pathway in regulating the tumor-immune microenvironment in dMMR/MSI colorectal cancer2022

    • Author(s)
      Kaneta Akinao、Nakajima Shotaro、Okayama Hirokazu、Matsumoto Takuro、Saito Katsuharu、Kikuchi Tomohiro、Endo Eisei、Ito Misato、Mimura Kosaku、Kanke Yasuyuki、Saito Motonobu、Saze Zenichiro、Fujita Shotaro、Sakamoto Wataru、Onozawa Hisashi、Momma Tomoyuki、Ohki Shinji、Kono Koji
    • Journal Title

      Cancer Immunology, Immunotherapy

      Volume: ‐ Issue: 11 Pages: 2765-2776

    • DOI

      10.1007/s00262-022-03200-w

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Immune escape mechanism behind resistance to anti-PD-1 therapy in gastrointestinal tract metastasis in malignant melanoma patients with multiple metastases2022

    • Author(s)
      Ito Misato、Mimura Kosaku、Nakajima Shotaro、Saito Katsuharu、Min Aung Kyi Thar、Okayama Hirokazu、Saito Motonobu、Momma Tomoyuki、Saze Zenichiro、Ohtsuka Mikio、Yamamoto Toshiyuki、Kono Koji
    • Journal Title

      Cancer Immunology, Immunotherapy

      Volume: - Issue: 9 Pages: 2293-2300

    • DOI

      10.1007/s00262-022-03154-z

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 放射線治療による腫瘍細胞内cGAS-STING経路を介した食道扁平上皮癌微小環境の変化2023

    • Author(s)
      中嶋正太郎, 三村耕作, 金田晃尚, 片方雅紀, 岡山洋和, 齋藤元伸, 佐瀬善一郎, 花山寛之, 多田武志, 門馬智之, 河野浩二.
    • Organizer
      第44回癌免疫外科研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 放射線治療による腫瘍細胞内 cGAS-STING経路を介した食道扁平上皮癌微小環境リモデリング機構の解明2022

    • Author(s)
      中嶋正太郎、三村耕作、金田晃尚、佐藤孝洋、片方雅紀、岡山洋和、齋藤元伸、坂本渉、楡井東、菊池智宏、多田武志、花山寛之、渡辺洋平、佐瀬善一郎、門馬智之、河野浩二
    • Organizer
      第35回日本バイオセラピィ学会学術集会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] 分子細胞免疫学 原著第10版2022

    • Author(s)
      Abul K. Abbas、Andrew H. Lichtman、Shiv Pillai、中尾篤人
    • Total Pages
      650
    • Publisher
      エルゼビア・ジャパン
    • ISBN
      4860346769
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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