膵癌Exosomal Tyro3を介した内皮間葉転換と膵癌進展機構の解明

• Project/Area Number: 23K15521
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 花木 武彦 鳥取大学, 医学部附属病院, 助教 (30788592)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 膵癌 / Exosome / EndMT / EMT / Tyro3

Outline of Research at the Start

申請者らは、高悪性度膵癌培養細胞や予後不良なヒト膵癌組織でTyro3の発現が多いことと、Tyro3発現量依存的なEMT(上皮間葉転換)促進作用を報告しており、膵癌培養上清に含まれるExosome内包Tyro3の腫瘍微小環境に対する影響にも注目しています。血管内皮細胞の極性の乱れは、癌遠隔転移のニッチを形成し、腫瘍進展に促進的に作用すると考えられていますが、予備的な実験から、膵癌細胞由来Tyro3内包Exosomeによる血管内皮細胞刺激で血管内皮細胞の細胞極性マーカーが変化することを見出しました。本研究は、癌遠隔転のニッチ形成に関わる血管内皮間葉転換(EndMT)に対する膵癌Exosome内包Tyro3の影響と機能を探索することを目的としています。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、「極性破壊シグナル」として作用するExosome内包Tyro3の血管内皮細胞EndMTに与える影響を明らかにし、Tyro3の膵癌血行性転移に対する機能と、膵癌に対する新たな治療標的分子としてのTyro3の可能性を検証することである。
令和5年度(2023年度)に実施した研究の結果、膵癌培養細胞(Panc1)上清のExosome画分にTyro3発現があること、その上清処理を行った血管内皮細胞（HUVEC)においてTyro3の発現増多と内皮細胞の細胞極性マーカーの変化を、申請時の仮説の通り見出すことができた。同時に、preliminaryな結果ではあるが、膵癌細胞株に由来するExosome内包Tyro3刺激によるHUVECの形態・機能的な変化も見出しつつあり、膵癌が分泌するEsoxome内包Tyro3によるParacrine signalingの腫瘍微小環境に対する影響が示されつつあるものと考える。
悪性腫瘍由来のExosomeは、腫瘍のみならず、原発巣、遠隔臓器を含む癌微小環境に対して腫瘍促進的に作用していることが報告されており、膵癌においてはその高い転移能が予後悪化の強い因子であることから、「膵癌由来Exosome中のTyro3が、「極性破壊シグナル」として原発巣と遠隔転移臓器血管内皮細胞の極性制御機構に対して影響を及ぼし、EndMT(内皮間葉転換)が生じた結果、転移ニッチが形成され膵癌の進展(血行性転移)が促進される」という作業仮説を、引き続き検証する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和5年度(2023年度)研究により確認できたことを以下に示す。
①膵癌細胞(Panc1)のTyro3の過剰発現株の培養上清から回収したExosome分画において、Tyro3発現が上昇していることが確認できた。
②膵癌細胞株(Panc1)培養上清由来のTyro3包含Exosome刺激により、血管内皮細胞(HUVEC)において、VE-Cadherin発現がExosome刺激により減弱し、aPKC発現が減弱することが確認できた。
以上の変化から、膵癌に由来するExosome中Tyro3が血管内皮細胞に作用し、EndMTを惹起している可能性が示されつつあるものと考える。また、当初の計画にある表現系に変わりのないGFP標的Tyro3発現膵癌細胞株の作成に難渋しているため、進捗区分として「やや遅れている。」を選択した。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度(2024年度)は、過年度に行った細胞実験を他の膵癌細胞株でも継続すると同時に、GFP標的Tyro3発現膵癌細胞株(GFP株)の作成を継続する。膵癌細胞由来のTyro3包含Exosome刺激による血管内皮細胞(HUVEC)の変化(細胞増殖能・遊走能・浸潤能)評価を行い、引き続き細胞間接着因子(VE-Cadherin、ZO-1、Claudin)の変化をWesternBlot法、PCR法、免疫蛍光染色法で評価する。また、Tyro3強制発現株(O/E株)は既に作成済なので、これに対しsiRNAを用いたKnockdown株(sh株)を用いて、Exosome中Tyro3発現量をWesternblot法で評価する。さらに、O/E株、sh株、GFP株が使用可能になった後には、これらの細胞を用いたin vivoの実験としてマウス膵癌血行性転移モデルを作成し、Exosome処理有無での血行性転移の変化の評価を行う。

Research Products

• [Journal Article] High Glucose-stimulated aPKC Activation Promotes Pancreatic Cancer Cell Progression Through YAP Signaling (2023)
  • Author(s): Sunaguchi T, Horikoshi Y, Hanaki T, Sakamoto T, Nakaso K, Sakai C, Yamashita K, Ohno S, Fujiwara Y, Matsura T.
  • Journal Title: Anticancer research Volume: 43 Issue: 11 Pages: 4843-4853
  • DOI: 10.21873/anticanres.16681
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Skeletal Muscle Mass Before Second-line Chemotherapy Correlates With Subsequent Prognosis and Rate of Late-line Chemotherapy in Patients With Unresectable Gastric Cancer (2023)
  • Author(s): Matsunaga T, Satio H, Sakano YU, Makinoya M, Shimizu S, Shishido Y, Miyatani K, Kono Y, Murakami Y, Hanaki T, Kihara K, Yamamoto M, Tokuyasu N, Takano S, Sakamoto T, Hasegawa T, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Anticancer research Volume: 43 Issue: 11 Pages: 5051-5059
  • DOI: 10.21873/anticanres.16704
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Preoperative Osteopenia as Risk Factor for Death from Other Diseases After Gastrectomy in Elderly Patients (2023)
  • Author(s): Shimizu S, Matsunaga T, Sakano YU, Makinoya M, Shishido Y, Miyatani K, Kono Y, Murakami Y, Hanaki T, Kihara K, Yamamoto M, Tokuyasu N, Takano S, Sakamoto T, Hasegawa T, Fujiwara Y.
  • Journal Title: In vivo Volume: 37 Issue: 6 Pages: 2662-2668
  • DOI: 10.21873/invivo.13375
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Surgical Outcomes of Robotic Distal Pancreatectomy Versus Laparoscopic Distal Pancreatectomy at a Hospital in a Sparsely Populated Area (2023)
  • Author(s): Sakamoto T, Kishino M, Murakami Y, Miyatani K, Shishido Y, Hanaki T, Matsunaga T, Yamamoto M, Tokuyasu N, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Yonago Acta Medica Volume: 66 Issue: 3 Pages: 375-379
  • DOI: 10.33160/yam.2023.08.010
  • ISSN: 0513-5710, 1346-8049
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hepatectomy for massive hepatic necrosis after transcatheter arterial embolization hemostasis for hepatic hemorrhage following hepatic trauma: A case report (2023)
  • Author(s): Hanaki T, Tokuyasu N, Yata S, Kishino M, Murakami Y, Shishido Y, Miyatani K, Kihara K, Matsunaga T, Yamamoto M, Sakamoto T, Hasegawa T, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Clinical Case Reports Volume: 11 Issue: 9
  • DOI: 10.1002/ccr3.7888
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prognostic significance of the cachexia index in patients with unresectable advanced gastric cancer receiving palliative chemotherapy: a retrospective single-center study (2023)
  • Author(s): Matsunaga T, Satio H, Sakano Y, Makinoya M, Shimizu S, Shishido Y, Miyatani K, Hanaki T, Kihara K, Yamamoto M, Tokuyasu N, Takano S, Sakamoto T, Hasegawa T, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Surgery Today Volume: 54 Issue: 3 Pages: 231-239
  • DOI: 10.1007/s00595-023-02721-w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preoperative Osteopenia Is a Risk Factor for Death in Patients Undergoing Gastrectomy for Gastric Cancer (2023)
  • Author(s): Shimizu S, Matsunaga T, Sawata S, Sakano YU, Makinoya M, Shishido Y, Miyatani K, Kono Y, Murakami Y, Hanaki T, Kihara K, Yamamoto M, Tokuyasu N, Takano S, Sakamoto T, Hasegawa T, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Anticancer research Volume: 43 Issue: 8 Pages: 3665-3672
  • DOI: 10.21873/anticanres.16548
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Impact of Robot-Assisted Minimally Invasive Esophagectomy for Esophageal Cancer: A Propensity Score-Matched Short-Term Analysis (2023)
  • Author(s): Matsunaga T, Shishido Y, Saito H, Sakano Y, Makinoya M, Miyauchi W, Shimizu S, Miyatani K, Kono Y, Murakami Y, Hanaki T, Kihara K, Yamamoto M, Tokuyasu N, Takano S, Sakamoto T, Hasegawa T, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Yonago Acta Medica Volume: 66 Issue: 2 Pages: 239-245
  • DOI: 10.33160/yam.2023.05.012
  • ISSN: 0513-5710, 1346-8049
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Current Value of Perioperative Therapies for Resectable or Borderline Resectable Pancreatic Cancer (2023)
  • Author(s): Murakami Y, Sakamoto T, Hanaki T, Tokuyasu N, Fujiwara Y
  • Journal Title: Yonago Acta Medica Volume: 66 Issue: 2 Pages: 202-207
  • DOI: 10.33160/yam.2023.05.014
  • ISSN: 0513-5710, 1346-8049
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A low cumulative perioperative prognostic nutritional index predicts poor long-term outcomes in patients with gastric cancer: A single-center retrospective study in Japan (2023)
  • Author(s): Miyatani K, Sakano Y, Makinoya M, Miyauchi W, Shimizu S, Shishido Y, Hanaki T, Kihara K, Matsunaga T, Yamamoto M, Tokuyasu N, Takano S, Sakamoto T, Hasegawa T, Saito H, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Surgery Today Volume: 53 Issue: 11 Pages: 1294-1304
  • DOI: 10.1007/s00595-023-02688-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Right thoracoscopic resection in the supine position for recurrent pretracheal lymph nodes after esophagectomy (2023)
  • Author(s): Kono Y, Murakami Y, Hanaki T, Kihara K, Yamamoto M, Tokuyasu N, Takano S, Sakamoto T, Saito H, Hasegawa T, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Asian Journal of Endoscopic Surgery Volume: 16 Issue: 3 Pages: 571-574
  • DOI: 10.1111/ases.13186
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficacy of indocyanine green systemic administration for bile leak detection after hepatectomy: a protocol for a prospective single-arm clinical trial with a historical control group (2023)
  • Author(s): Takehiko Hanaki, Keisuke Goto, Naruo Tokuyasu, et al.
  • Journal Title: BMJ open Volume: 13(3) Issue: 3 Pages: e068223-e068223
  • DOI: 10.1136/bmjopen-2022-068223
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evaluation of perioperative D-dimer concentration for predicting postoperative deep vein thrombosis following hepatobiliary-pancreatic surgery (2023)
  • Author(s): Sakamoto T, Murakami Y, Hanaki T, Kihara K, Matsunaga T, Yamamoto M, Takano S, Tokuyasu N, Hasegawa T, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Surgery Today Volume: 53 Issue: 7 Pages: 773-781
  • DOI: 10.1007/s00595-023-02645-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TYRO3 promotes chemoresistance via increased LC3 expression in pancreatic cancer (2023)
  • Author(s): Hara Kazushi、Horikoshi Yosuke、Morimoto Masaki、Nakaso Kazuhiro、Sunaguchi Teppei、Kurashiki Tatsuyuki、Nakayama Yuji、Hanaki Takehiko、Yamamoto Manabu、Sakamoto Teruhisa、Fujiwara Yoshiyuki、Matsura Tatsuya
  • Journal Title: Translational Oncology Volume: 28 Pages: 101608-101608
  • DOI: 10.1016/j.tranon.2022.101608
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ICGを用いた肝切除後胆汁漏出の術中リアルタイム検出についての私の工夫 (2023)
  • Author(s): 花木 武彦, 岸野 幹也, 砂口 天兵, 村上 裕樹, 松永 知之, 山本 学, 徳安 成郎, 坂本 照尚, 藤原 義之
  • Organizer: 日本消化器外科学会総会
• [Presentation] 肝切除におけるWater JetとCUSAの残存肝に対する影響の比較検討 (2023)
  • Author(s): 花木 武彦, 津田 亜由美, 岸野 幹也, 砂口 天兵, 後藤 圭佑, 河野 友輔, 宍戸 裕二, 村上 裕樹, 宮谷 幸造, 木原 恭一, 松永 知之, 山本 学, 徳安 成郎, 高野 周一, 坂本 照尚, 長谷川 利路, 藤原 義之
  • Organizer: 日本外科学会定期学術集会