Development of cancer therapy based on the hypoxia response of cancer cells

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Oxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life
• Project/Area Number: 26111005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University (2018); Osaka International Cancer Institute (2014-2017)
• Principal Investigator: INOUE Masahiro 京都大学, 大学院 医学研究科, 特定教授 (10342990)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青木 正博 愛知県がんセンター(研究所), がん病態生理学分野, 分野長 (60362464)
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 低酸素 / 代謝リモデリング / 癌 / 休眠 / 初代培養 / 細胞分化

Outline of Final Research Achievements

We have developed a primary three dimensional culture method for cancer. Using the method, we revealed the molecular mechanism of cancer cell dormancy, under which cancer cells suppress the oncogenic pathway and their activity in hypoxia. The dormant cells are resistant to the molecular targeting drugs. In addition, we revealed that cells of common origin exist in a mixed tumor, in which distinct pathological types co-exist in a tumor, and the differentiation is dominated by oxygen levels. We also revealed that the mucosal cells in the colon reside in hypoxic microenvironment and the hypoxia inducible factor is critical for the development of colon tumor using mouse model of colon cancer.

Free Research Field

腫瘍生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究班では本領域研究が提唱した「生体内の構成細胞が、必要とする最適な酸素濃度領域を能動的に構築する」酸素リモデリングの概念を、がん細胞の休眠や分化状態の変化で実証した。つまり、がんは発がん経路でがん化するが、がん細胞は劣悪な環境下では、その発がん経路を自ら抑制することで、休眠状態になり生存する。現状のがん治療が活動状態のがん細胞のみを標的にしていることから、今後根治を目指したがん治療を開発するうえで極めて重要な発見である。また、酸素分圧の違いによってがんの組織型（分化状態）が変化することを実証したが、これも治療法の選択において重要な知見である。