Mechanisms of the egression of low density granulocytes from bone marrow in patients with advancer cancer

• Project/Area Number: 22K16543
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 熊谷 祐子 自治医科大学, 医学部, 助教 (30625554)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 大腸癌 / 再発 / 低比重好中球 / 好中球細胞外トラップ / 無再発生存期間 / 手術侵襲 / 好中球 / 進行癌 / エクソソーム / 転移

Outline of Research at the Start

がんの病態における好中球の役割が注目されてきている。低比重好中球（LDN）は遠心分離にて単核球の分画に分離され、通常の好中球とは異なる特殊な機能を持つ細胞群で、進行消化器癌患者の血中で増加し、多量のNETを産生するとともにT細胞の増殖を強く抑制することが解ってきた。本研究では、進行消化器癌患者の末梢血エクソソーム中のmicroRNAが、骨髄における顆粒球の分化、末梢への流出（Egress）現象に深く関与しており、遠隔転移の成立を促進しているのではないか？という仮説を立て、その正当性を動物実験にて検証する。その成果に基づき進行癌患者に対する新規核酸医薬の開発につなげることを最終目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

低比重好中球球 (LDN) は、炎症性疾患や悪性疾患の患者の末梢血で増加し、通常の好中球と機能的に異なることが知られている。2017年から2021年の間に当科にて根治的結腸切除術を受けた患者において、手術前後に手術室で末梢血を採取し、密度勾配調製後に単核層から細胞を回収、CD45(+) 白血球中のCD66b(+) LDN の比率をフローサイトメトリーで測定し、比率と患者の転帰との関連を検討した。全患者176 人(108 結腸癌、68 直腸癌）で、ステージI、II, III、IV がそれぞれ38、30、72、36人であった。 LDNの数は手術直後に顕著に増加し、その割合は手術時間 (r=0.2806、P < 0.001) および術中出血量 (r=0.1838、P = 0.014) と正の相関があった。このLDNは短期間の培養後に大量の好中球細胞外トラップ（NET）を生成し、in vitro で腫瘍細胞を効率的に捕獲した。 再発を発症した13人の患者の術後LDNの割合は、（M=9%, 1.63～47.0%)と非再発群（M=2.93, 0.035～59.45%）と比べて有意に高かった(P = 0.013）。術後LDNの割合のカットオフ値を 4.9%に設定すると、LDN 高値群の無再発生存期間(RFS)は有意に短く(P = 0.005)、他の臨床病理学的因子を含めた多変量解析でも独立した予後予測因子であった 。 ステージ III の患者において、補助化学療法はLDN 高値群のRFSを有意に改善させたが、LDN低値群では予後に差を認めなかった。LDNは、大腸癌切除術後の早期時点で外科的ストレスによって循環血液中に誘導され、NETの産生を介して再発に関連すると考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Peripheral low-density granulocytes after colorectal cancer surgery in predicting recurrence (2023)
  • Author(s): Futoh Yurie、Kumagai Yuko、Miyato Hideyo、Ozawa Hideyuki、Kanamaru Rihito、Sadatomo Ai、Ohnishi Yasuharu、Koinuma Koji、Horie Hisanaga、Yamaguchi Hironori、Lefor Alan Kawarai、Sata Naohiro、Kitayama Joji
  • Journal Title: BJS Open Volume: 7 Issue: 1 Pages: 7832-7832
  • DOI: 10.1093/bjsopen/zrac154
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The Regional Specificity of Mucosa-Associated Microbiota in Patients with Distal Colorectal Cancer (2022)
  • Author(s): Kono Yoshihiko、Inoue Ryo、Teratani Takumi、Tojo Mineyuki、Kumagai Yuko、Morishima So、Koinuma Koji、Lefor Alan Kawarai、Kitayama Joji、Sata Naohiro、Horie Hisanaga
  • Journal Title: Digestion Volume: 103 Issue: 2 Pages: 141-149
  • DOI: 10.1159/000519487
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of Systemic or Intraperitoneal Administration of Anti-PD-1 Antibody for Peritoneal Metastases from Gastric Cancer (2022)
  • Author(s): KUMAGAI YUKO、FUTOH YURIE、MIYATO HIDEYO、OHZAWA HIDEYUKI、YAMAGUCHI HIRONORI、SAITO SHIN、KURASHINA KENTARO、HOSOYA YOSHINORI、LEFOR ALAN KAWARAI、SATA NAOHIRO、KITAYAMA JOJI
  • Journal Title: In Vivo Volume: 36 Issue: 3 Pages: 1126-1135
  • DOI: 10.21873/invivo.12811
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 大腸がん患者の術直後の血中低比重好中球比率が補助化学療法の再発予測因子となるか (2022)
  • Author(s): 風當 ゆりえ, 北山 丈二, 金子 勇貴, 高橋 和也, 木村 有希, 熊谷 祐子, 太白 健一, 直井 大志, 佐田友 藍, 大澤 英之, 宮戸 秀世, 鯉沼 広治, 堀江 久永, 山口 博紀,佐田 尚宏
  • Organizer: 第60回日本癌治療学会学術集会
• [Presentation] 大腸癌患者の術後末梢血中低比重好中球と予後の関連性 (2022)
  • Author(s): 風當ゆりえ, 北山丈二, 金子勇貴, 髙橋和也, 木村勇希, 太田学, 熊谷祐子, 太白健一, 直井 大志, 佐田友藍, 井上 賢之, 大澤英之, 宮戸秀世, 鯉沼広治, 佐久間康成, 堀江久永, 細谷好則,佐田尚宏
  • Organizer: 第77回日本大腸肛門病学会学術集会