Application of anti-claudin-4 antibody to anti-cancer therapy

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05164
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 國安 弘基 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (00253055)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北台 靖彦 県立広島大学, 人間文化学部, 教授 (10304437) ; 千原 良友 奈良県立医科大学, 医学部附属病院, 研究員 (40405395) ; 大森 斉 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (80213875)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: クローディン / 間葉系幹細胞 / 細胞間相互作用 / 上皮間葉移行 / 癌転移 / ヘテロスフェア

Outline of Annual Research Achievements

クローディンを介したヘテロ細胞間相互作用として、大腸癌の転移能に対する骨髄間葉系幹細胞(MSC)と大腸癌細胞の相互作用におけるクローディンの役割を検討した。高肝転移性のKM12SM に対しKM12Cは低転移性の親株である。両細胞をヒトMSCと共培養するとEMT変化はKM12Cでは見られなかったがKM12SMでは認められた。このとき、培養上清中の乳酸およびpHを測定するとKM12SMではKM12Cよりも乳酸濃度は高くpHは低下していた。pH6.8～7.6の培養液で共培養を行うと、両株ともに低pHではMSCと癌細胞との接着が亢進しており、EMT変化が認められた。共培養系で、ピルビン酸デヒドロゲナーゼを阻害するとEMT変化が促進され、逆にPDKを阻害すると抑制された。一方、乳酸トランスポーターを阻害すると培養上清の乳酸濃度は低下しEMT変化は抑制された。MSCと癌細胞との接着部には、両細胞の細胞膜にclaudin-6の発現が見られ、上皮性claudinをノックダウンした上で共培養すると、低pHでtight junctionが形成された。以上の結果から、乳酸発酵によるエネルギー産生が細胞外pHを酸性化することにより、間質中のMSCとの接着性を促進することが癌細胞のEMT形質の獲得に役割を果たしていることが示唆された。さらに、酸性環境でKM12SMとMSCを非接着ディッシュで共培養するとヘテロ・スフェアが形成され、細胞間にはclaudin-6によるタイトジャンクション形成が認められた。このヘテロスフェアをヌードマウス脾静脈から接種するとKM12SMのみで形成したスフェアに比較し肝転移が増加した。このように、claudin-6を介したMSCと大腸癌細胞の細胞間相互作用は、EMTを誘導し転移能を促進した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

クローディン４抗体の安全性については、マウスES細胞を用いた腸管形成システムならびにヒトオーガノイド形成システムを用いた検討のため、各システムの確立を行っている。

Strategy for Future Research Activity

クローディン４抗体の安全性について、マウスES細胞を用いた腸管形成システムと抗マウス・クローディン４抗体を用いた系、および、ヒトオーガノイド形成と抗ヒト・クローディン４抗体を用いた系により、腸管におけるコンパートメント仮説を実証する予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Nantong University(China)
  • Country Name: China
  • Counterpart Institution: Nantong University
• [Journal Article] Safety evaluation of a human chimeric monoclonal antibody that recognizes the extracellular loop domain of claudin-2. (2018)
  • Author(s): Hashimoto Y, Hata T, Tada M, Iida M, Watari A, Okada Y, Doi T, Kuniyasu H, Yagi K, Kondoh M
  • Journal Title: Eur J Pharm Sci , 2018. Volume: 117 Pages: 161-167
  • DOI: 10.1016/j.ejps.2018.02.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pro-metastatic signaling of elaidic acid, a trans fatty acid, is associated with lipid rafts. (2018)
  • Author(s): Kishi S, Fujiwara-Tani R, Luo Y, Kawahara I, Goto K, Fujii K, Ohmori H, Nakashima C, Sasaki T, Kuniyasu H
  • Journal Title: Oncol Lett 15(4): , 2018. Volume: 15 Pages: 4423-4426
  • DOI: 10.3892/ol.2018.7817
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Zinc finger AN1-type containing 4 is a novel marker for predicting metastasis and poor prognosis in oral squamous cell carcinoma. (2018)
  • Author(s): Kurihara M, Sasahira T, Nakahiro, Nakashima C, Kuniyasu H, Kirita T
  • Journal Title: J Clin Pathol 71(5):, 2018. Volume: 71 Pages: 436-441
  • DOI: 10.1136/jclinpath-2017-204770
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of the long-chain fatty acid receptor GPR40 was associated with cancer progression in colorectal cancer. (2018)
  • Author(s): Nakashima C, Kishi S, Fujiwara-Tani R, Luo Y, Kawahara I, Goto K, Fujii K, Ohmori H, Kuniyasu H
  • Journal Title: Oncol Lett Volume: 15 Pages: 8641-8646
  • DOI: 10.3892/ol.2018.8383
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] NIPA-like domain containing 1 is a novel tumor-promoting factor in oral squamous cell carcinoma. (2018)
  • Author(s): Sasahira T, Nishiguchi Y, Kurihara-Shimomura M, Nakashima C, Kuniyasu H, Kirita T.
  • Journal Title: J Cancer Res Clin Oncol Volume: 144 Pages: 875-882
  • DOI: 10.1007/s00432-018-2612-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intermittent calorie restriction enhances epithelial-mesenchymal transition through alteration of energy metabolism in a mouse tumor model (2018)
  • Author(s): Kusuoka O, Fujiwara-Tani R, Nakashima C, Fujii K, Ohmori H, Mori T, Kishi S, Miyagawa Y, Goto K, Kawahara I, Kuniyasu H
  • Journal Title: Int J Oncol Volume: 52 Pages: 413-423
  • DOI: 10.3892/ijo.2017.4229
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Expression of cytosolic malic enzyme (ME1) is associated with disease progression in human oral squamous cell carcinoma (2018)
  • Author(s): Nakashima C, Yamamoto K, Fujiwara-Tani R, Luo Y, Matsushima S, Fujii K, Ohmori H, Sasahira T, Sasaki T, Kitadai Y, Kirita T, Kuniyasu H
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1111/cas.13594
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pancreatic adenocarcinoma upregulated factor has oncogenic functions in oral squamous cell carcinoma (2018)
  • Author(s): Sasahira T, Kurihara M, Nishiguchi Y, Nakashima C, Kirita T, Kuniyasu H.
  • Journal Title: Histopathol Volume: 70 Pages: 539-548
  • DOI: 10.1016/j.ejps.2018.02.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Claudin-targeted drug development using anti-claudin monoclonal antibodies to treat hepatitis and cancer. (2017)
  • Author(s): Hashimoto Y, Fukasawa M, Kuniyasu H, Yagi K, Kondoh M
  • Journal Title: Ann NY Acad Sci Volume: 1397 Pages: 5-16
  • DOI: 10.1111/nyas.13337
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pro-metastatic intracellular signaling of elaidic acid, a trans fatty acid. (2017)
  • Author(s): Fujii K, Luo Y, Nishiguchi Y, Fujiwara R, Kishi S, He S, Yang S, Sasaki T, Ohmori H, Kuniyasu H*.
  • Journal Title: Int J Oncol Volume: 50 Pages: 85-92
  • DOI: 10.3892/ijo.2016.3797
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Elaidic acid, a trans fatty acid, enhances the metastasis of colorectal cancer cells. (2017)
  • Author(s): Ohmori H, Fujii K, Kadochi Y, Mori S, Nishiguchi Y, Fujiwara R, Kishi S, Sasaki T, Kuniyasu H
  • Journal Title: Pathobiol Volume: 84 Pages: 144-151
  • DOI: 10.1159/000449205
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fatty acids inhibit anti-cancer effect of 5-fluorouracil in mouse cancer cell lines. (2017)
  • Author(s): Tanabe E, Kitayoshi M, Fujii K, Ohmori H, Luo Y, Fujiwara R, Kadochi Y, Mori S, Kuniyasu H
  • Journal Title: Oncol Lett Volume: 14 Pages: 681-686
  • DOI: 10.3892/ol.2017.6190
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Proton pump inhibitor induces-collagen expression in colonocytes is associated with collagenous colitis. (2017)
  • Author(s): Mori S, Kadochi Y, Luo Y, Fujiwara-Tani R, Nishiguchi Y, Kishi S, Fujii K, Ohmori H, Kuniyasu H
  • Journal Title: World J Gastroentrol Volume: 23 Pages: 1586-1593
  • DOI: 10.3748/wjg.v23.i9.1586
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Remodeling of energy metabolism by a ketone body and medium-chain fatty acid suppressed proliferation of CT26 mouse colon cancer cells. (2017)
  • Author(s): Kadochi Y, Mori S, Fujiwara-Tani R, Luo Y, Nishiguchi Y, Kishi S, Fujii K, Ohmori H, Kuniyasu H
  • Journal Title: Oncol Lett Volume: 14 Pages: 673-680
  • DOI: 10.3892/ol.2017.6195
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fatty acids induce stemness in the stromal cells of a CT26 mouse tumor model (2017)
  • Author(s): Kawahara I, Mori T, Goto K, Fujii K, Ohmori H, Fujiwara-Tani R, Kuniyasu H*
  • Journal Title: Pathobiol Volume: 84 Pages: 237-242
  • DOI: 10.1159/000471854
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Overexpression of PCDHB9 promotes peritoneal metastasis and correlates with poor prognosis in patients with gastric cancer. (2017)
  • Author(s): Mukai S, Oue N, Oshima T, Imai T, Sekino Y, Honma R, Sakamoto N, Sentani K, Kuniyasu H, Egi H, Tanabe K, Yoshida K, Ohdan H, Yasui W
  • Journal Title: J Pathol 243 Volume: 243 Pages: 100-110
  • DOI: 10.1002/path.4931
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The effect of anti-claudin-4 antibody on chemotherapeutic sensitivity in gastric cancer (2017)
  • Author(s): Nishiguchi Y, Luo Y, Fujiwara-Tani R, Sasahira T, Kondo M, Sho M, Kuniyasu H
  • Organizer: 12th International Gastric Cancer Congress, Beijing, China,
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pterostilbene (3',5'-dimethoxyresveratrol) inhibits cell growth and augments the efficacy of doxorubicin through stem cell phenotype suppression in osteosarcoma cells in vitro (2017)
  • Author(s): Kishi S, Honoki K, Fujii H, Kondo Y, Tsukamoto S, Kido A, Tsujiuchi T, Tanaka Y, Kuniyasu H
  • Organizer: AACR Advances in Sarcomas: From Basic Science to Clinical Translation, Philadelphia, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 胃癌における抗Claudin-4抗体の化学療法感受性への影響 (2017)
  • Author(s): 西口由希子、羅 奕、藤原里奈、笹平智則、近藤昌夫、中島祥介、國安弘基
  • Organizer: 第89回日本胃癌学会、広島
• [Presentation] 胃癌における抗Claudin-4抗体の化学療法感受性への影響 (2017)
  • Author(s): 西口由希子、羅 奕、谷 里奈、笹平智則、近藤昌夫、庄 雅之、國安弘基
  • Organizer: 第106回日本病理学会総会、東京都
• [Presentation] 大腸癌細胞のEMT形質獲得における間葉系幹細胞の役割 (2017)
  • Author(s): 國安弘基、谷 里奈、羅 奕、岸 真五、佐々木隆光、大森 斉
  • Organizer: 第106回日本病理学会総会、東京都
• [Presentation] 胃癌における抗Claudin-4抗体の化学療法感受性への影響 (2017)
  • Author(s): 西口由希子、谷 里奈、近藤昌夫、庄 雅夫、國安弘基
  • Organizer: 第72回日本消化器外科学会、金沢市
• [Presentation] 大腸癌細胞のEMT形質獲得における間葉系幹細胞の役割 (2017)
  • Author(s): 國安弘基、谷 里奈、羅 奕、大森 斉、佐々木隆光
  • Organizer: 第26回日本癌転移学会、大阪市
• [Presentation] The effect of anti-claudin-4 (CL-4) antibody on chemotherapeutic sensitivity in gastric cancer (2017)
  • Author(s): Nishiguchi Y, Fujiwara-Tani R, Kishi S, Sasaki T, Sasahira T, Kondo M, Sho M, Kuniyasu H
  • Organizer: 76th Annual Meeting of Japanese Association for Cancer, Yokohama
• [Presentation] A role of mesenchymal stem cells of acquisition of EMT phenotype in colon cancer cells (2017)
  • Author(s): Kuniyasu H, Fujiwara-Tani R, Yi Luo, Nishiguchi Y, Kishi S, Kondo M, Sasaki T
  • Organizer: 76th Annual Meeting of Japanese Association for Cancer, Yokohama, 2017
• [Book] Encyclopedia of Cancer (2017)
  • Author(s): Kuniyasu H
  • Total Pages: 4895
  • Publisher: Springer&Verlag, Berlin
  • ISBN: 978-3-662-46874-6
• [Remarks] 奈良県立医科大学分子病理学講座
  • URL: http://www.naramed-u.ac.jp/~molepath/