遺伝子発現シグネチャーによる頭頸部癌局所リンパ構造の免疫・ニッチ機構の解明

• Project/Area Number: 23K21477
• Project/Area Number (Other): 21H03085 (2021-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2021-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 脇坂 尚宏 金沢大学, 医学系, 協力研究員 (70377414)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000); Fiscal Year 2025: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 頭頸部癌 / 遺伝子発現シグネチャー / 局所リンパ構造 / 免疫 / ニッチ / 免役

Outline of Research at the Start

所属リンパ節や扁桃をはじめとする二次リンパ器官（SLO）は抗腫瘍免疫の主役である。癌組織内の三次リンパ様構造（TLS）は非リンパ器官で異所性に発生し、SLOと類似した構造を持つ。研究代表者は、頭頸部癌に近接する扁桃とTLSは、発癌・転移を促進するニッチとして機能すると考えた。
本研究では、上咽頭癌・中咽頭癌が発生する扁桃と口腔癌が発生する口腔粘膜のTLSとが、癌の発癌・転移にどのように関与するかを解明する。そのためにまず、扁桃・TLSを構成する細胞の機能・活動性を本研究独自の遺伝子発現シグネチャーセットで解析して評価する。そしてその成果を、新規治療法の開発や外科治療の低侵襲化へ繋げる。

Outline of Annual Research Achievements

中咽頭癌原発巣摘出標本では腫瘍の周辺に扁桃組織が付着し、HE染色を参考に腫瘍組織と扁桃組織をマクロディッセクション法で分離しやすい。そこで、摘出中咽頭癌標本を腫瘍部分と扁桃部分に分離してマイクロアレイ法によるmRNAの解析を行った。27症例を頸部リンパ節転移有りの7症例と無しの20症例の2群に分けて解析した。その結果、転移無し群では有り群と比較して、有意に免疫促進関連遺伝子の発現が多く保たれていることが判明した。さらに解析した結果、転移無し群ではリンパ球の増殖やTリンパ球を活性化する因子の発現が促進していることが判明した。この結果は、扁桃で活性化した腫瘍特異的リンパ球がリンパ系からさらに血管系を介して腫瘍原発巣へホーミングして腫瘍の転移を抑制することを示唆している。さらにこの事実を応用して、中咽頭癌の扁桃組織の解析により免疫促進関連遺伝子の発現を比較することで転移の有無の判定までできる可能性があり、臨床的にも有望な結果である。
腫瘍組織内の免疫組織をさらに詳細に解析する手段としてマイクロディッセクション法に代わりGeoMx Spatial Profilerによる解析を導入した。合計6症例についてそれぞれ6カ所リンパ領域と腫瘍領域、合計72領域について解析した。6症例の内訳は転移有り・無しがそれぞれ3例、HPV関連腫瘍はそれぞれに2例含まれている。解析を進めた結果、上述のマイクロアレイ法による結果と同様に転移無し群では免疫促進因子の発現が有意に多いことが判明した。一方で、HPV感染の有無で比較しても優位な結果は得られず、腫瘍周囲のリンパ組織の腫瘍転移抑制能はHPV感染によらず転移無し群で促進していることが判明した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

１）マイクロディッセクション法に関する問題点を克服して解析は順調に進んでいる。その結果、本研究テーマから英語論文第1報が受理された。
２）引き続く解析の準備も順調である。
以上から、研究は概ね順調に推移している、と判断した。

Strategy for Future Research Activity

前年度に引き続き、中咽頭癌原発巣摘出標本について扁桃組織・腫瘍組織に分けて遺伝子発現プロフィールの解析を続ける。加えて、中咽頭癌周囲の扁桃組織と炎症性扁桃や所属リンパ節についての解析を行い、腫瘍に関わる扁桃組織の特異性を抽出する。さらに昨年度に続き、発癌・転移を予測するためのツールとしての遺伝子発現シグネチャーをさらに限定していく。
口腔癌では三次リンパ様構造を探索し、腫瘍空間におけるRNA発現レベル解析手法を適用して、口腔白板症の癌化から転移へ至るプロセスを解明する。
これまでの研究の結果、グラム陰性菌やヒト乳頭腫ウイルスに関わる因子と結合するToll-like Receptor 4 （TLR4）経路の活性化が転移抑制に重要であることが判明した。転移メカニズムの解明の観点から細菌叢・ウイルス叢の分析も進め、本研究をさらに発展させる。
そして、これらの研究成果を英語論文化するとともに、これまでコロナ禍で滞っていた学会発表を行って周知していく。研究成果の周知は、今後さらに多くの症例について検討するために研究協力者を募るうえで重要である。

Research Products

• [Journal Article] Lymph node metastasis regulation by peritumoral tonsillar tissue mitochondria-related pathway activation in oropharyngeal cancer (2024)
  • Author(s): Wakisaka Naohiro、Moriyama-Kita Makiko、Kondo Satoru、Kobayashi Eiji、Ueno Takayoshi、Nakanishi Yosuke、Endo Kazuhira、Sugimoto Hisashi、Yoshizaki Tomokazu
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 19 Issue: 2 Pages: e0299750-e0299750
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0299750
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Immune-Related Gene Expression Profile at Peritumoral Tonsillar Tissue Is Modified by Oropharyngeal Cancer Nodal Status (2023)
  • Author(s): Wakisaka Naohiro、Moriyama-Kita Makiko、Kondo Satoru、Kobayashi Eiji、Ueno Takayoshi、Nakanishi Yosuke、Endo Kazuhira、Sugimoto Hisashi、Yoshizaki Tomokazu
  • Journal Title: The American Journal of Pathology Volume: 193 Issue: 8 Pages: 1006-1012
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2023.04.010
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Macroscopic and multiple metastases in sentinel lymph node biopsy are respectively associated with poor prognosis in early oral cancer (2023)
  • Author(s): Kondo Takahito、Tsukahara Kiyoaki、Kawakita Daisuke、Yoshimoto Seiichi、Miura Kouki、Sugasawa Masashi、Chikamatsu Kazuaki、Matsuzuka Takashi、Oze Isao、Kitamura Morimasa、Murakami Yoshiko、Otozai Shinji、Shinozaki Takeshi、Ohba Shinichi、Araki Koji、Mizumachi Takatsugu、et al
  • Journal Title: International Journal of Clinical Oncology Volume: 28 Issue: 4 Pages: 512-520
  • DOI: 10.1007/s10147-023-02305-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Repression of DERL3 via DNA methylation by Epstein-Barr virus latent membrane protein 1 in nasopharyngeal carcinoma (2022)
  • Author(s): Kondo S, Okabe A, Nakagawa T, Matsusaka K, Fukuyo M, Rahmutulla B, Dochi H, Mizokami H, Kitagawa Y, Kurokawa T, Mima M, Endo K, Sugimoto H, Wakisaka N, Misawa K, Yoshizaki T, Kaneda A.
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Basis of Disease Volume: 1869(2) Issue: 2 Pages: 166598-166598
  • DOI: 10.1016/j.bbadis.2022.166598
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Protein Farnesylation on Nasopharyngeal Carcinoma, Molecular Background and Its Potential as a Therapeutic Target (2022)
  • Author(s): Kobayashi Eiji、Kondo Satoru、Dochi Hirotomo、Moriyama-Kita Makiko、Hirai Nobuyuki、Komori Takeshi、Ueno Takayoshi、Nakanishi Yosuke、Hatano Miyako、Endo Kazuhira、Sugimoto Hisashi、Wakisaka Naohiro、Yoshizaki Tomokazu
  • Journal Title: Cancers Volume: 14 Issue: 12 Pages: 2826-2826
  • DOI: 10.3390/cancers14122826
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Estrogen induces the expression of <scp>EBV</scp> lytic protein <scp>ZEBRA</scp> , a?marker of poor prognosis in nasopharyngeal carcinoma (2022)
  • Author(s): Dochi H、Kondo S、Murata T、Fukuyo M、Nanbo A、Wakae K、Jiang P、Hamabe T、Tanaka M、Nishiuchi T、Mizokami H、Moriyama M、Kobayashi E、Hirai N、Komori T、Ueno T、Nakanishi Y、Hatano M、Endo K、Sugimoto H、Wakisaka N、Juang H、Muramatsu M、Kaneda A、Yoshizaki T
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 113 Issue: 8 Pages: 2862-2877
  • DOI: 10.1111/cas.15440
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] EBV genome variations enhance clinicopathological features of nasopharyngeal carcinoma in a non‐endemic region (2022)
  • Author(s): Kondo Satoru、Okuno Yusuke、Murata Takayuki、Dochi Hirotomo、Wakisaka Naohiro、Mizokami Harue、Moriyama‐Kita Makiko、Kobayashi Eiji、Kano Makoto、Ueno Takayoshi、et al.
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 113 Issue: 7 Pages: 2446-2456
  • DOI: 10.1111/cas.15381
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intra-arterial chemotherapy targeting metastatic cervical lymph nodes in head and neck cancer (2021)
  • Author(s): Murono S, Komori T, Endo K, Kondo S, Wakisaka N, Yoshizaki T.
  • Journal Title: Acta Otolaryngol Volume: 141 Issue: 12 Pages: 1063-1069
  • DOI: 10.1080/00016489.2021.2003858
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Epstein?Barr Virus LMP1 Induces Soluble PD-L1 in Nasopharyngeal Carcinoma (2021)
  • Author(s): Kase Kina、Kondo Satoru、Wakisaka Naohiro、Dochi Hirotomo、Mizokami Harue、Kobayashi Eiji、Kano Makoto、Komori Takeshi、Hirai Nobuyuki、Ueno Takayoshi、Nakanishi Yosuke、Hatano Miyako、Endo Kazuhira、Moriyama-Kita Makiko、Sugimoto Hisashi、Yoshizaki Tomokazu
  • Journal Title: Microorganisms Volume: 9 Issue: 3 Pages: 603-603
  • DOI: 10.3390/microorganisms9030603
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Xenografts derived from patients with head and neck cancer recapitulate patient tumour properties (2021)
  • Author(s): Makita Haruna、Endo Kazuhira、Kasahara Yoshiya、Nakata Asuka、Moriyama?kita Makiko?、Ishikawa Kazuya、Ueno Takayoshi、Nakanishi Yosuke、Kondo Satoru、Wakisaka Naohiro、Gotoh Noriko、Yoshizaki Tomokazu
  • Journal Title: Oncology Letters Volume: 21 Issue: 5 Pages: 385-385
  • DOI: 10.3892/ol.2021.12646
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] In Response to Low Skeletal Muscle Mass Is a Risk Factor for Aspiration Pneumonia (2021)
  • Author(s): Endo Kazuhira、Ueno Takayoshi、Hirai Nobuyuki、Komori Takeshi、Nakanishi Yosuke、Kondo Satoru、Wakisaka Naohiro、Yoshizaki Tomokazu
  • Journal Title: The Laryngoscope Volume: 132 Issue: 2
  • DOI: 10.1002/lary.29792
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 上咽頭癌におけるEBV-LMP1によるDNAメチル化誘導機構の網羅的解析 (2022)
  • Author(s): 近藤悟, 溝上晴恵, 土地宏朋, 上野貴雄, 中西庸介, 遠藤一平, 脇坂尚宏, 吉崎智一
  • Organizer: 日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会
• [Presentation] 遺伝子発現プロフィールの解析による中咽頭癌の転移有無予測法の開発 (2021)
  • Author(s): 脇坂尚宏・吉崎智一
  • Organizer: 第23回 SNNS研究会