2016 Fiscal Year Annual Research Report
The mechanism of obesity-associated liver cancer progression through cytokine cross-talk in tumor microenvironment.
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16H04699
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
大谷 直子 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (50275195)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
蒲池 史卓 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 助教 (00747800)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | がん微小環境 / 肝星細胞 / 細胞老化 / 炎症性サイトカイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肥満はがんのリスクファクターでもあることが知られているが、その機構は十分にはわかっていない。申請者らはマウスモデルを用いて、肥満にともない増加する腸内細菌代謝物が腸肝循環により肝臓に到達し、肝星細胞に作用してサイトカイン等の分泌促進が起こり、肝がん促進的な微小環境が形成されることを明らかにした（Yoshimoto et al.2013 Nature）。しかし、この肥満誘導性肝がんの微小環境における様々な分泌因子の相互作用は明らかになっていない。申請者らはこのがん微小環境における肝星細胞で著しく高発現しているサイトカインIL-33の標的細胞候補として、そのレセプターであるST2陽性の制御性T細胞(ST2＋Treg)を同定した。このST2＋Tregは活性化しており、本研究ではIL-33-ST2＋Treg経路が抗腫瘍免疫を抑制し、肝がんを促進する可能性があるのではないかと考えた。また、IL-33はプロテアーゼによりプロセシングを受けることにより、活性化することが知られている。肥満誘導性肝がんの微小環境において、IL-33を活性化するプロセシングが生じている可能性もある。そこで、本年度はそのような観点から、IL-33の活性化のメカニズム解明に取り組んだ。その結果、肥満誘導性肝がんの腫瘍部で、IL-33と同時に高発現するプロテアーゼとして、エラスターゼ１を同定した。リコンビナントIL-33を大腸菌を用いて作製・精製し、リコンビナント・エラスターゼ１によって切断実験を行ったところ、活性化型に切断されることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究から、肥満誘導性肝がんの微小環境に存在する肝星細胞において、細胞老化とSASP現象（senescence-associated secretory phenotype)が生じ、様々な分泌タンパク質が肝星細胞から分泌されることがわかっていた。SASP現象に注目した研究はほかのグループからも報告はあるが、多くの分泌タンパク質が相互にどのように影響を及ぼしているのかについては、ほとんど報告がなかった。申請者らはそのような相互作用に着目し、本研究で明らかにしようと試みている。そして、IL-33をエラスターゼ１がプロセシングしている可能性を見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
① IL-33のエラスターゼ１によるプロセシング： in vivoの環境で生じているのかどうか、培養細胞の系と、個体の系で検証していく。
② ST2陽性Tregの機能解析： 1) IL-33-ST2 経路によるST2＋Tregの活性化についてin vitroでの検証実験。肥満誘導性肝がんの組織から、ST2陽性Tregを採取し、培養容器に移す。そこへ、リコンビナントIL-33を添加し、継時的に培地を回収し、Tregから抑制性サイトカインや抑制性因子が放出されるかどうか、エライザやマルチプレックスの手法を用いて検討する。また、細胞傷害性CD8陽性Ｔ細胞やＮＫ細胞と共培養し、細胞傷害性因子の機能が抑制されるかどうか検討する。2) IL-33-ST2 経路によるST2＋Tregの活性化についてin vivoでの検証実験。 肥満誘導性肝がん発症の処理をしたマウスにリコンビナントIL-33を20週目～30週目の10週間腹腔内投与し、肝がん形成が増強されるかどうか検討する。その際、IL-33投与群の腫瘍部からST2陽性Tregを採取し、IL-33の非投与群に比べて、Tregの活性化マーカーの発現や、抑制性因子の発現が亢進しているかどうか検討する。
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[Journal Article] Gut microbiota promotes obesity-associated liver cancer through PGE2-mediated suppression of antitumor immunity.2017
Author(s)
Loo TM, Kamachi F, Watanabe Y, Yoshimoto S, Kanda H, Arai Y, Nakajima-Takagi Y, Iwama A, Koga T, Sugimoto Y, Ozawa T, Nakamura M, Kumagai M, Watashi K, Taketo M. M., Aoki T, Narumiya S, Oshima M, Arita M, Hara E and *Ohtani N.
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Journal Title
Cancer Discovery
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] IL-33/ST2 pathway promotes obesity-associated liver cancer development2017
Author(s)
Fumitaka Kamachi, Masaru Nakamura, Shota Yamazaki, Tze Mun Loo, Shin Yoshimoto, Tatsuya Arai, Yohsuke Harada, Masato Kubo, Susumu Nakae, Eiji Hara, Naoko Ohtani
Organizer
The 19h Takeda Science Foundation Symposium on Biosciences
Place of Presentation
Suita, Osaka, Japan
Year and Date
2017-01-20
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[Presentation] Synergism of SASP factors: activation mechanism of interleukin-33 in senescent hepatic stellate cells in promoting obesity-associated liver cancer2017
Author(s)
Shota Yamazaki, Fumitaka Kamachi, Masaru Nakamura, Masahiro Nakajima, Tze Mun Loo, Shin Yoshimoto, Tatsuya Arai, Hayao Taguchi, Susumu Nakae, Eiji Hara, Naoko Ohtani
Organizer
The 19h Takeda Science Foundation Symposium on Biosciences
Place of Presentation
Suita, Osaka, Japan
Year and Date
2017-01-20
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