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): 2024-04-01 – 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 / ヒト乳頭腫ウイルス / 免疫 / ニッチ / リンパ節転移 / 局所リンパ構造 / 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

昨年度に引き続き、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。13症例１）原発巣周囲の扁桃組織、２）転移を伴わない所属リンパ節、３）炎症性扁桃について、免疫関連遺伝子の発現シグネチャーを解析した。その結果、１）は２）や３）とは明らかに異なる独自の免疫学的特徴を示した。１）では３）と比較して「リンパ球増殖（T細胞活性化を伴う免疫応答）」が、２）と比較して「白血球遊走の増加（抗菌ペプチドを介した液性免疫応答を伴う）」がそれぞれ活性化していた。本成果は既に英語論文化した。
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 whole transcriptome atlas (WTA)による解析を導入した。合計6症例についてそれぞれ6カ所リンパ濾胞領域と腫瘍組織領域、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、HPV関連の中咽頭癌のリンパ濾胞領域ではHPV陰性と比較してB細胞のアポトーシスが抑制されていることが判明した。腫瘍組織領域およびリンパ濾胞領域免疫関連遺伝子の発現シグネチャーはリンパ節転移の有無によって大きく異なることが判明した。これらのシグネチャーは、免疫制御および転移促進に関与している可能性が高い。さらに本研究では、転移陰性症例でのTh2優位の免疫応答とエストロゲンシグナル伝達、転移陽性症例での胆汁酸代謝の促進が、HPV関連中咽頭癌のリンパ節転移の調節に大きく関与することを示している。本研究の成果は、リンパ節転移の予防および患者予後の改善に向けた新たな免疫療法標的が生まれる可能性を示しており、その概要は、現在、英語論文に投稿中である。

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3報が受理された。
２）引き続く解析の準備も順調で、第4報を投稿中である。
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

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。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。空間的解析をさらに活用して、さらに詳細な転移抑制・促進メカニズムを解明する。特にエストロゲン経路によるリンパ機構の活性化メカニズムや好酸球・肥満細胞系の活性化による転移制御は未知の領域であり、優先的に解明していく。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。
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。
そして、これらの研究成果をさらに英語論文化するとともに、学会発表を従来以上に行って研究成果を周知していく。

Research Products

• [Journal Article] Distinct immunological features of oropharyngeal cancer peritumoral tonsillar tissues from inflammatory tonsils and regional lymph nodes: A pilot study (2025)
  • 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: 20 Issue: 1 Pages: e0316102-e0316102
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0316102
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Increased Expression of Superoxide Dismutase 2 Is an Indicator of Worse Prognosis of Oropharyngeal Cancer (2025)
  • Author(s): Aoki Yoshitaka、Kondo Satoru、Kobayashi Eiji、Moriyama-Kita Makiko、Dochi Hirotomo、Komura Shigetaka、Nakanishi Yosuke、Endo Kazuhira、Wakisaka Naohiro、Yoshizaki Tomokazu
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 26 Issue: 7 Pages: 3223-3223
  • DOI: 10.3390/ijms26073223
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Phosphoribosyl pyrophosphate amidotransferase: Novel biomarker and therapeutic target for nasopharyngeal carcinoma (2024)
  • Author(s): Kitagawa Yuki、Kondo Satoru、Fukuyo Masaki、Wakae Kousho、Dochi Hirotomo、Mizokami Harue、Komura Shigetaka、Kobayashi Eiji、Hirai Nobuyuki、Ueno Takayoshi、Nakanishi Yosuke、Endo Kazuhira、Sugimoto Hisashi、Wakisaka Naohiro、Kaneda Atsushi、Yoshizaki Tomokazu
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 115 Issue: 11 Pages: 3587-3595
  • DOI: 10.1111/cas.16314
  • Peer Reviewed / Open Access
• [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] 口蓋扁桃組織の免疫関連遺伝子発現プロフィールと中咽頭癌リンパ節転移に関する検討 (2024)
  • Author(s): 脇坂 尚宏・近藤 悟・吉崎 智一
  • Organizer: 第125回 日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会総会
• [Presentation] 中咽頭癌周囲の口蓋扁桃組織における免疫関連遺伝子発現プロフィールとリンパ節転移に関する検討 (2024)
  • Author(s): 脇坂 尚宏
  • Organizer: 第33回 日本がん転移学会
• [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