口腔扁平上皮癌の浸潤・転移におけるL1CAM発現の解析およびその影響

• Project/Area Number: 22K10234
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 吉川 恭平 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (00727480)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野口 一馬 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (50309473) ; 山根木 康嗣 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (00434944) ; 中野 芳朗 兵庫医科大学, 医学部, 非常勤講師 (30360267)
• 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: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: L1CAM / 低酸素状態 / 神経周囲浸潤 / EMT / エクソソーム / PNI / partial EMT

Outline of Research at the Start

口腔扁平上皮癌（OSCC）は、その解剖学的特徴からしばしば周囲組織への著明な浸潤および局所再発を認め、それらは予後を左右する要因である。なかでも神経周囲浸潤（PNI）は癌の局所浸潤および再発・転移に関与する予後因子の一つである。L1CAM は主に細胞間接着に関与する膜糖タンパク質であり、近年L1CAMの高発現が様々な癌腫において浸潤・転移および生命予後と関連すると報告されている。本研究は、L1CAMがPNIを誘発し、OSCCの局所浸潤や転移に関与することで癌の悪性度を高め、OSCCの新たなバイオマーカーとしての有用性を解析することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

癌の局所浸潤や再発、転移などに関与することで知られる神経周囲浸潤（PNI）が口腔癌の予後因子の一つと考えられており、本研究では神経ニューロンに発現するL1CAMとPNIの関連を解析することで新たなバイオマーカーとしての有用性を検討することを目的とする。そのため、まずは当科で保有する複数の口腔扁平上皮癌細胞株からタンパクを採取し、L1CAMの発現状態を確認したところ、高発現するものが確認できた。また、予備実験としてマウスの後根神経節を用いた神経浸潤モデルを作成し、嫌気条件下で培養を行った口腔扁平上皮癌細胞が神経周囲浸潤を認めることも確認した。さらに、手術検体から樹立した細胞株のうち、病理学的に神経浸潤を認めた細胞株を用いて、1％や5％の低酸素状態で培養を行い、実際の腫瘍組織に類似した環境を作りだした。そして、タンパクを採取した後、ウェスタンブロットでL1CAMの発現を解析したところ、親株と比較して低酸素状態にすると高発現する傾向がみられた。また、細胞の形態としても一部紡錘形変化を示唆する所見もみられ、浸潤や転移との関連で知られるEMTについてもL1CAM発現と関連する可能性が示唆された。さらに、採取したタンパクを用いて一般的にEMTに関連することで知られるマーカー（E-カドヘリンやN-カドヘリン、vimentinなど）の発現を確認中である。低酸素状態の培養環境についても、培養時間などの条件を変更するとどのような変化を示すか解析中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

神経浸潤を認めた口腔扁平上皮癌細胞株から採取したタンパクを解析したところ、本研究の計画で想定していたようにL1CAMの発現が確認できた。また、低酸素状態での培養にも成功し、L1CAMの発現が上昇する傾向をつかむことができ、この点も研究計画で想定していた結果が得られた。

Strategy for Future Research Activity

今後は、L1CAMの高発現と、腫瘍の浸潤や転移に寄与するEMTやpEMTとの関連を解析することや、細胞上清から近年着目されているエクソソームを回収・解析し、神経細胞などに添加することで増殖能の変化や癌細胞が受けるフィードバック効果なども解析していくことで、バイオマーカーとしての有用性を確認していく予定である。