癌幹細胞を育む微小環境の解析 ―癌幹細胞ニッチ制御機構を解明する―

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K08408
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: 千葉 知宏 杏林大学, 医学部, 助教 (60398617)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 癌幹細胞 / Stat3 / p53 / ニッチ

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、癌幹細胞化を促進・維持する微小環境（ニッチ）の制御機構を解析する。これまでに、癌幹細胞（Cancer stem cell, CSC）が通常の癌細胞からStat3, p53などのストレス応答シグナルを介してエピジェネティックに誘導されることを確認した。病理組織検体を用いた観察研究から、CSCは特に、in vivoにおいて腫瘍壊死部周辺など、特異的な微小環境に存在することが示唆され、実際にこうした環境下において上記シグナル関連分子の発現を確認している。本研究では、「化学療法や低酸素などのストレスによってCSCニッチが形成される」との仮説を検証する。
本年度は、初年度に引き続き、グリオブラストーマ（GBM）の幹細胞性獲得条件、メカニズムの解析を実施した。具体的には、ヒトグリオーマ・GBM系培養細胞であるU87MG, U373MG, T98Gを用いて、各種細胞ストレスを加えた際に幹細胞マーカー（OCT4, CD133, SSEA-1）の発現が増加するというシステムを構築した。GBM幹細胞にて重要な機能を有するStat3および、Stat3とEGFRと共同して機能すると報告されたStat5の機能を阻害するために、miRを用いた複数遺伝子同時ノックダウン系を構築した。また、単一遺伝子を完全にノックアウトするために、CRISPR/CAS9システムを用いたレンチウイルスによるノックアウトシステムも構築した。
これまでの検討で、細胞ストレスとしては低酸素、抗癌剤処理、酸性液処理などによって幹細胞マーカーの発現が誘導されることを確認した。また、上記ノックダウンシステムおよびノックアウトシステムを用いて、Stat3遺伝子の機能を抑制すると幹細胞マーカーの発現が抑制されること、Stat5遺伝子も同時にノックダウンするとさらに強く幹細胞マーカーの発現が抑制されることを確認した。
本年度は、さらにニッチを形成する単球・マクロファージ系の細胞および血管との共培養系によりさらに詳細に幹細胞ニッチの解析を実施する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

これまでに、目標としてきた幹細胞マーカーの検出、細胞パターニング技術の開発に難渋してきた。幹細胞マーカーに関しては検出することが可能となってきたため、研究の遅れを取り戻しつつある。Stat3とStat5の機能に関しては重要性が再確認されたため、複数遺伝子同時ノックダウンシステムやレンチウイルスを用いたin vivoでも使用可能なノックダウン・ノックアウトシステムを構築した。

Strategy for Future Research Activity

細胞パターニングの開発を進めるとともに共培養系を優先して実験を推進する。共培養において細胞種を区別するためと、in vivoでのxenograft作成への影響を減らすために、ニッチに関してはヒト由来細胞に加えてマウス由来細胞も利用する。

Causes of Carryover

研究用消耗品の購入と実験の進捗状況により、繰越金が発生した。大幅な変更ではない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の物品費として研究用消耗品に使用する。