Development of novel hypotonic intraperitoneal chemotherapy based on the expression level of SLCO2A1 in gastric cancer

• Project/Area Number: 22K08832
• 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: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 小菅 敏幸 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (00457946)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大辻 英吾 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20244600) ; 塩崎 敦 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40568086)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 胃癌 / SLCO2A1 / 調節性容積減少 / 腹腔内化学療法 / 腹膜播種

Outline of Research at the Start

我々はこれまで、胃癌細胞株において、低浸透圧刺激時にクロライドイオン（Cl-）輸送阻害薬を使用すると、調節性容積減少（RVD）の抑制とともに細胞内パクリタキセル（PTX）取り込みが増強されることを明らかにした。近年、RVD過程のCl-排出を担うマキシ・アニオンチャネル（Maxi-Cl）のコア分子としてSLCO2A1が同定された。本研究では“胃癌細胞のSLCO2A1発現を制御すると、低浸透圧刺激時の細胞内PTX取り込みが促進される”という実験仮説の検証を行う。

Outline of Annual Research Achievements

まず免疫組織染色によりヒト胃癌組織におけるSLCO2A1蛋白発現を確認することができた。一方、ヒト食道扁平上皮癌組織ではSLCO2A1蛋白発現を確認することはできなかった。ヒト胃癌細胞株におけるSLCO2A1発現をウエスタンブロット法で確認したところ、MKN7、MKN45、MKN74、NUGC4、HGC27細胞株におけるSLCO2A1蛋白発現を認めた。同様にヒト食道扁平上皮癌細胞株（TE8、KYSE70、KYSE790など）においてもSLCO2A1発現が確認できた。SLCO2A1高発現胃癌細胞株（MKN7、MKN45）にSLCO2A1-siRNAをトランスフェクションし、SLCO2A1発現を制御して機能解析を行ったところ、細胞増殖能の低下、細胞周期の停止、アポトーシスの増強を認めた。SLCO2A1高発現株であるMKN45において、低浸透圧刺激時の調節性容積減少(RVD)を含む経時的細胞容積変化を確認した。また、MKN45において低浸透圧刺激によりパクリタキセル(PTX)の細胞内取り込みが亢進すること、Cl-輸送阻害薬であるNPPBを使用するとRVD抑制とともに細胞内PTX取り込みが増強されることを確認した。一方、SLCO2A1発現株であるMKN74、NUGC4において、非浸透圧刺激時ではあるものの、NPPB使用により細胞内PTX取り込みが増強されることを確認した。SLCO2A1高発現株であるMKN45において、Maxi-Cl阻害薬であるGd3+を用いて低浸透圧刺激時の細胞容積変化を解析したが、Gd3+併用によるRVD抑制効果は確認できなかった。現在、SLCO2A1発現を調節した際の低浸透圧刺激下での細胞内PTX取り込み・細胞容積変化についての解析を進めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の研究計画のとおり、ヒト胃癌組織・細胞株におけるSLCO2A1発現の確認とSLCO2A1発現レベル調節に基づく細胞機能解析が進んでいる。低浸透圧刺激による細胞容積変化やPTX取り込みの変化の解析も開始できている。すでに、次年度に計画していた研究も進行中であり、研究計画は順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

本研究の根幹にかかわるヒト胃癌組織・細胞株におけるSLCO2A1発現を確認できているため、大きく方針を転換することなく当初の研究計画に従い実験を進めていく。SLCO2A1発現レベル調節に基づく細胞機能解析も順調に進んでおり、今後はSLCO2A1発現を制御した際の遺伝子発現変化の網羅的解析を進め、特記すべき重要な遺伝子変化やpathwayについては適宜validationを行っていく。また、SLCO2A1発現を調節した際の低浸透圧刺激下での細胞内PTX取り込み・細胞容積変化についての解析も進めていく。

Research Products

• [Journal Article] Functions and Clinical Significance of CACNA2D1 in Gastric Cancer (2022)
  • Author(s): Inoue Hiroyuki、Shiozaki Atsushi、Kosuga Toshiyuki、Shimizu Hiroki、Kudou Michihiro、Ohashi Takuma、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • Journal Title: Annals of Surgical Oncology Volume: - Issue: 7 Pages: 4522-4535
  • DOI: 10.1245/s10434-022-11752-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NADPH Oxidase 2 Has a Crucial Role in Cell Cycle Progression of Esophageal Squamous Cell Carcinoma (2022)
  • Author(s): Shimizu Hiroki、Katsurahara Keita、Inoue Hiroyuki、Shiozaki Atsushi、Kosuga Toshiyuki、Kudou Michihiro、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Fujiwara Hitoshi、Morinaga Yukiko、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • Journal Title: Annals of Surgical Oncology Volume: 29 Issue: 13 Pages: 8677-8687
  • DOI: 10.1245/s10434-022-12384-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Anoctamin 5 regulates the cell cycle and affects prognosis in gastric cancer (2022)
  • Author(s): Fukami Tomoyuki、Shiozaki Atsushi、Kosuga Toshiyuki、Kudou Michihiro、Shimizu Hiroki、Ohashi Takuma、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Morinaga Yukiko、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • Journal Title: World Journal of Gastroenterology Volume: 28 Issue: 32 Pages: 4649-4667
  • DOI: 10.3748/wjg.v28.i32.4649
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 大腸癌幹細胞の低浸透圧ショックへの抵抗性 (2022)
  • Author(s): 加藤 俊治, 塩崎 敦, 工藤 道弘, 清水 浩紀, 小菅 敏幸, 木内 純, 大橋 拓馬, 有田 智洋, 山本 有佑, 小西 博貴, 森村 玲, 栗生 宜明, 生駒 久視, 窪田 健, 藤原 斉, 岡本 和真, 大辻 英吾
  • Organizer: 第122回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 胃癌におけるSLCO2A1の機能解析 (2022)
  • Author(s): 中村 慶, 塩崎 敦, 小菅 敏幸, 清水 浩紀, 大橋 拓馬, 小西 博貴, 窪田 健, 藤原 斉, 岡本 和真, 大辻 英吾
  • Organizer: 第77回日本消化器外科学会総会
• [Presentation] 大腸癌幹細胞は低浸透圧ショックに対して抵抗性がある (2022)
  • Author(s): 加藤 俊治, 塩崎 敦, 工藤 道弘, 清水 浩紀, 小菅 敏幸, 小西 博貴, 栗生 宜明, 藤原 斉, 岡本 和真, 大辻 英吾
  • Organizer: 第77回日本消化器外科学会総会
• [Presentation] トラニラストとフロセミドの食道腺癌幹細胞に対する癌抑制効果の検討(Tranilast and forosemide suppressed the growth of cancer stem cells in esophageal adenocarcinoma) (2022)
  • Author(s): 井上 博之, 塩崎 敦, 小菅 敏幸, 清水 浩紀, 工藤 道弘, 大橋 拓馬, 有田 智洋, 山本 有祐, 小西 博貴, 森村 玲, 栗生 宜明, 生駒 久視, 窪田 健, 藤原 斉, 大辻 英吾
  • Organizer: 第81回日本癌学会総会
• [Presentation] 食道扁平上皮癌におけるNADPH oxidase 2の役割(The role of NADPH oxidase 2 in tumor progression of esophageal squamous cell carcinoma) (2022)
  • Author(s): 清水 浩紀, 塩崎 敦, 葛原 啓太, 井上 博之, 小菅 敏幸, 工藤 道弘, 有田 智洋, 小西 博貴, 小松 周平, 藤原 斉, 大辻 英吾
  • Organizer: 第81回日本癌学会総会
• [Presentation] 胃癌におけるCACNA2D1の機能解析と臨床的意義(The function analysis and clinical significance of CACNA2D1 in human gastric cancer) (2022)
  • Author(s): 中道 脩介, 塩崎 敦, 井上 博之, 小菅 敏幸, 清水 浩紀, 工藤 道弘, 大橋 拓馬, 有田 智洋, 山本 有祐, 小西 博貴, 栗生 宜明, 生駒 久視, 窪田 健, 藤原 斉, 大辻 英吾
  • Organizer: 第81回日本癌学会総会
• [Presentation] 電位依存性カルシウムチャネル阻害剤 アムロジピンによる肝細胞癌幹細胞抑制効果(Amlodipine, voltage-gated Ca2+ channel inhibitor, suppressed the growth of cancer stem cells in hepatocellular carcinoma) (2022)
  • Author(s): 塩崎 敦, 倉島 研人, 工藤 道弘, 清水 浩紀, 小菅 敏幸, 大橋 拓馬, 有田 智洋, 山本 有祐, 小西 博貴, 森村 玲, 栗生 宜明, 生駒 久視, 窪田 健, 藤原 斉, 大辻 英吾
  • Organizer: 第81回日本癌学会総会
• [Presentation] 胃癌におけるSLCO2A1の発現と意義について(The role of SLCO2A1 in human gastric cancer) (2022)
  • Author(s): 中村 慶, 塩崎 敦, 小菅 敏幸, 工藤 道弘, 清水 浩紀, 木内 純, 大橋 拓馬, 有田 智洋, 山本 有祐, 小西 博貴, 森村 玲, 栗生 宜明, 生駒 久視, 窪田 健, 藤原 斉, 岡本 和真, 大辻 英吾
  • Organizer: 第94回日本胃癌学会総会