エクソソームによる治療抵抗性膀胱癌に対する新規治療戦略と治療効果予測法の開発

• Project/Area Number: 22K16792
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56030:Urology-related
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 井口 智生 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 助教 (60735364)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 膀胱癌 / エクソソーム / 治療抵抗性

Outline of Research at the Start

本研究は治療抵抗膀胱癌におけるエクソソーム中miRNAを起点とした耐性獲得機序を明らかにし、新規治療戦略や診断・予後予測マーカーを開発することが目的である。始めに当科で樹立したゲムシタビン・シスプラチン耐性膀胱癌細胞由来の培養液中エクソソームを用いた機能解析を、in vitroのみならずin vivoにおいて行う。更にシスプラチン耐性膀胱癌細胞由来の培養液中エクソソームを用いたスクリーニング解析を起点として、新たな治療戦略や診断や予後予測マーカーのデータを収集し、最後はヒト臨床検体を用いて治療効果予測を検討する。

Outline of Annual Research Achievements

現在、臨床的に感度・特異度ともに有用な尿路上皮癌（腎盂尿管癌および膀胱癌）の腫瘍マーカーは無く、患者は放射線被曝を伴うCT検査や侵襲の大きな尿管鏡検査や膀胱鏡検査が一般的に行われている。更に画像検査や内視鏡検査で腫瘍の存在を確認するにはある程度腫瘍が大きくならないと判断できないのが現状である。一方、最近になり細胞外小胞の一つであるエクソソームが細胞間コミュニケーションの担い手として注目されている。エクソソームの中には messenger RNA（mRNA）や microRNA（miRNA）といった核酸やタンパク質などが含まれ、癌においてはその分泌が増加し癌微小環境を構築することが明らかになりつつある。そこで本研究では、エクソソーム含有核酸を用いて尿路上皮癌に対する腫瘍マーカーとなる核酸を検出することを本研究の目的とした。
本研究の成果としては、患者由来の膀胱尿路上皮癌（exo1、n=3）、膀胱癌CIS（exo2、n=3）、腎盂尿管尿路上皮癌（exo3、n=3）の血清エクソソーム中RNAを用いてRNAシークエンス解析を行い、正常検体と比較して尿路上皮癌ではエクソソームに含まれる核酸のパターンが大きく異なることを確認した。次に、候補となる核酸の中からLncRNAの一つであるBC200を選び、血清エクソソーム中RNAの発現を調査したところ、尿路上皮癌患者では健常対照と比較して有意に発現が増加していた。さらに、BC200をノックダウンすると、in vitroおよびin vivoで抗腫瘍効果が示された。また、手術後の発現を調査したところ、候補核酸の発現が低下した症例（実線、n=6）は再発を認めなかったのに対し、発現が低下しなかった症例（点線、n=1）は後に転移を認めました。これらの結果をまとめて、現在、論文投稿中である。

Research Products

• [Journal Article] Characterization and treatment of gemcitabine‐ and cisplatin‐resistant bladder cancer cells with a pan‐RAS inhibitor (2023)
  • Author(s): Yoshino Hirofumi、Yokoyama Seiya、Tamai Motoki、Okamura Shunsuke、Iizasa Sayaka、Sakaguchi Takashi、Osako Yoichi、Inoguchi Satoru、Matsushita Ryosuke、Yamada Yasutoshi、Nakagawa Masayuki、Tatarano Shuichi、Tanimoto Akihide、Enokida Hideki
  • Journal Title: FEBS Open Bio Volume: 13 Issue: 6 Pages: 1056-1066
  • DOI: 10.1002/2211-5463.13616
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Potential therapeutic target secretogranin II might cooperate with hypoxia‐inducible factor 1α in sunitinib‐resistant renal cell carcinoma (2023)
  • Author(s): Fukumoto Wataru、Yoshino Hirofumi、Horike Shin‐Ichi、Kawakami Issei、Tamai Motoki、Arima Junya、Kawahara Ichiro、Mitsuke Akihiko、Sakaguchi Takashi、Inoguchi Satoru、Meguro‐Horike Makiko、Tatarano Shuichi、Enokida Hideki
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 114 Issue: 10 Pages: 3946-3956
  • DOI: 10.1111/cas.15914
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Targeting of the glutamine transporter SLC1A5 induces cellular senescence in clear cell renal cell carcinoma (2022)
  • Author(s): Issei Kawakami, Hirofumi Yoshino, Wataru Fukumoto, Motoki Tamai, Shunsuke Okamura, Yoichi Osako, Takashi Sakaguchi, Satoru Inoguchi, Ryosuke Matsushita, Yasutoshi Yamada, Shuichi Tatarano, Masayuki Nakagawa, Hideki Enokida.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: - Pages: 99-106
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.04.068
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Exosomal microRNA-1 and MYO15A as a target for therapy and diagnosis in renal cell carcinoma (2022)
  • Author(s): Yoshino Hirofumi、Tatarano Shuichi、Tamai Motoki、Tsuruda Masafumi、Iizasa Sayaka、Arima Junya、Kawakami Issei、Fukumoto Wataru、Kawahara Ichiro、Li Gang、Sakaguchi Takashi、Inoguchi Satoru、Yamada Yasutoshi、Enokida Hideki
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 630 Pages: 71-76
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.09.056
  • Peer Reviewed / Open Access