Mandatory autophagy induction targeting gastric cancer stem cells by hybrid small molecule antibodies

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05291
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 鈴木 秀和 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (70255454)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津川 仁 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (30468483) ; 土居 信英 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50327673)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 癌幹細胞 / CD44v9 / 抗体 / CAPZA1 / autophagy

Outline of Annual Research Achievements

CD44v9発現はH. pylori癌蛋白質CagAの蓄積と胃癌再発に関与することが明らかとなり、本研究の癌幹細胞標的型創薬の標的分子として検討を進めているが、感染宿主においては、如何にCD44v9が発現されるかは不明であった。我々は、新たに、アクチン重合調節因子、CAPZA1がLRP1-ICDと結合し、autophagy誘導を阻害すること、さらにCAPZA1過剰発現細胞へのH. pylori感染系ではCD44v9発現が惹起されることを見出した（論文準備中）。また、H. pylori感染胃粘膜上皮細胞の中にはCAPZA1を強発現する細胞も認められ、CD44v9発現癌幹細胞発生を抑制する標的として有効と考えられた。一方、新規に同定したヒト由来膜透過促進ペプチドS19によるバイオ医薬の細胞質内デリバリーを目指し、S19融合GFPの細胞質送達効率を核移行シグナルで定量し、従来の膜透過性TATペプチドより数十倍効率よく送達できることを明らかにした（J. Control. Release, 2017）。次に、S19とCD44v9に対する抗体を組み合わせ、CD44v9陽性癌幹細胞を標的するバイオ医薬のDDSを実証するため、CD44に対する一本鎖抗体遺伝子を取得し、S19融合蛋白質の大量発現・精製条件を検討し、融合蛋白質のCD44・CD44v9の細胞外ドメインへの結合を確認した。また、このときに利用する膜抗原に対する一本鎖抗体は、細胞表面の中性pHで膜抗原に結合し、エンドサイトーシスで細胞内に取り込まれた後、エンドソーム内酸性pHで膜抗原から解離して効率よくエンドソーム離脱することが期待できるため、mRNAディスプレイ法とpHグラジエント生成マイクロ流体デバイスを組み合わせたpH応答性一本鎖抗体の試験管内進化について検討し、pH応答性結合活性を示す一本鎖抗体を取得する手法を確立した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

CD44v9発現はH. pylori由来癌蛋白質CagAの蓄積と胃癌の再発・進展に関与することが明らかとなり、本研究にて、創薬標的分子として検討を進めているが、一方で、H. pylori感染宿主胃粘膜細胞において、どの様にCD44v9が発現誘導されるかについては、わかっていなかった。我々は、新たに、アクチン重合調節因子であるCAPZA1がLRP1-ICDと結合し、そのautophagy誘導活性を阻害すること、さらに、CAPZA1過剰発現細胞へのH. pylori感染ではCD44v9発現が惹起されることを見出した。また、H. pylori感染胃粘膜上皮細胞の中にはCAPZA1が強発現している細胞も認められ、CD44v9発現がん幹細胞の発生を抑制する標的分子として有効である可能性が考えられた。一方で、低分子抗体の細胞質へのデリバリーを目指し、新規に同定したヒト由来膜透過促進ペプチドS19によるS19融合GFPの細胞質送達効率を核移行シグナルで定量し、従来の膜透過性のTATペプチドより数十倍効率よく送達できることを確認した。次に、S19とCD44v9に対する抗体を組み合わせ、CD44v9陽性癌幹細胞を標的したバイオ医薬のDDSを実証するため、CD44に対する一本鎖抗体遺伝子を取得し、S19融合蛋白質の大量発現・精製条件を検討し、この融合蛋白質のCD44・CD44v9の細胞外ドメインへの結合性を確認した。今後は、以上の基盤技術を応用し、ハイブリッド低分子抗体による胃癌幹細胞標的型オートファジー強制誘導療法の開発に応用する。

Strategy for Future Research Activity

(1)CD44v9を標的として、ハイブリッド低分子抗体による薬物送達技術のさらなる向上をはかる。(2)新たに同定したCAPZA1が、ハイブリッド低分子抗体による薬物送達後の機能阻害標的化分子として有効であるかを検証する。(3)CAPZA1過剰発現が如何なるシグナルで誘導されるのかを、ピロリ菌感染胃粘膜内で非常に激しい形式で惹起される酸化ストレスに注目して検討し、標的因子のさらなるオプションを探索する。
以上の基盤技術・情報を応用し、ハイブリッド低分子抗体による胃癌幹細胞標的型オートファジー強制誘導療法の開発基盤を構築する。

Research Products

• [Journal Article] Gender difference of gastric emptying in healthy volunteers and patients with functional dyspepsia. (2017)
  • Author(s): Mori, H., Suzuki, H., Matsuzaki, J., Taniguchi, K., Shimizu, T., Yamane, T., Masaoka, T., Kanai, T.
  • Journal Title: Digestion Volume: 95 Pages: 72-78
  • DOI: 10.1159/000452359
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Asian Perspectives on Diagnostic and Therapeutic Strategies in Inflammatory Bowel Disease: Report and Analysis of a Survey with Questionnaires. (2017)
  • Author(s): Yoshida, A., Ueno, F., Morizane, T., Joh, T., Kamiya, T., Takahashi, S., Tokunaga, K., Iwakiri, R., Kinoshita, Y., Suzuki, H., Naito, Y., Uchiyama, K., Fukodo, S., Chan, F.K., Halm, K.B., Kachintorn, U., Fock, K.M., Rani, A.A., Syam, A.F., Sollano, J.D., Zhu, Q.
  • Journal Title: Digestion Volume: 95 Pages: 79-88
  • DOI: 10.1159/000453007
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Family history is an independent risk factor for the progression of gastric atrophy among patients with Helicobacter pylori infection. (2017)
  • Author(s): Nishizawa, T., Suzuki, H., Sakitani, K., Yamashita, H., Yoshida, S., Hata, K., Kanazawa, T., Fujiwara, N., Kanai, T., Yahagi, N., Toyoshima, O.
  • Journal Title: United European Gastroenterology Journal Volume: 5 Pages: 32-36
  • DOI: 10.1177/2050640616642341
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Helicobacter pylori-Associated Upper Gastrointestinal Symptoms:FD or HpD? (2017)
  • Author(s): Suzuki, H.
  • Journal Title: Dig. Dis. Sci. Volume: Epub Pages: -
  • DOI: 10.1007/s10620-14-4556-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Helicobacter pylori VacA, acting through receptor protein tyrosine phosphatase α,is crucial for CagA phosphorylation in human duodenum carcinoma cell line AZ-521. (2016)
  • Author(s): Nakano, M., Yahiro, K., Yamasaki, E., Kurazono, H., Akada, J., Yamaoka, Y., Niidome, T., Hatakeyama, M., Suzuki, H., Yamamoto, T., Moss, J., Isomoto, H., Hirayama, T.
  • Journal Title: Dis Model Mech. Volume: 9 Pages: 1473-1481
  • DOI: 10.1242/dmm.025361
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characteristics of gastric cancer detected within 1 year after successful eradication in Helicobacter pylori. (2016)
  • Author(s): Nishizawa, T., Suzuki, H., Arano, T., Yoshida, S., Yamashita, H., Hata, K., Kanai, T., Yahagi, N., Toyoshima, O.
  • Journal Title: J. Clin. Biochem. Nutri. Volume: 59 Pages: 226-230
  • DOI: 10.3164/jcbn.16-43
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A prospective study on symptom generation according to spicy food intake and TRPV1 genotypes in functional dyspepsia patients. (2016)
  • Author(s): Lee, S-Y., Masaoka, T., Han, H-S., Matsuzaki, J., Hong, M-J., Fukuhara, S., Choi, H-S, Suzuki, H.
  • Journal Title: Neurogastroenterol. Motil. Volume: 28 Pages: 1401-1408
  • DOI: 10.1111/nmo.12841
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Influence of regular exercise on gastric emptying in healthy men: a pilot study. (2016)
  • Author(s): Matsuzaki, J., Suzuki, H.*, Masaoka, T., Tanaka, K., Mori, H., Kanai, T.
  • Journal Title: J. Clin. Biochem. Nutri. Volume: 59 Pages: 130-133
  • DOI: 10.3164/jcbn.16-29
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A simple scoring system to assess the need for an endoscopic intervention in suspected upper gastrointestinal bleeding: A prospective cohort study. (2016)
  • Author(s): Horibe, M., Kaneko, T., Yokogawa, N., Yokota, T., Okawa, O., Nakatani, Y., Ogura, Y., Matsuzaki, J., Iwasaki, E., Hosoe, N., Masaoka, T., Inadomi, J.M., Suzuki, H., Kanai, T., Namiki, S.
  • Journal Title: Dig. Liver Dis. Volume: 48 Pages: 1180-6
  • DOI: 10.1016/j.dld.2016.07.009.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rifabutin-based 10-day and 14-day triple therapy as a third-line and fourth-line regimen for Helicobacter pylori eradication: a pilot study. (2016)
  • Author(s): Mori, H., Suzuki, H.*, Matsuzaki, J., Tsugawa, H., Fukuhara, S., Miyoshi, S., Hirata, K., Seino, T., Matsushita, M., Nishizawa, T., Masaoka, T., Kanai, T.
  • Journal Title: United European Gastroenterology Journal Volume: 4 Pages: 380-387
  • DOI: 10.1177/2050640615618043
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficacy of 10-day sitafloxacin-containing third-line rescue therapies for Helicobacter pylori strains containing the gyrA mutation. (2016)
  • Author(s): Mori, H., Suzuki, H.*, Matsuzaki, J., Tsugawa, H., Fukuhara, S., Miyoshi, S., Hirata, K., Seino, T., Matsushita, M., Masaoka, T., Kanai, T.
  • Journal Title: Helicobacter Volume: 21 Pages: 286-94
  • DOI: 10.1111/hel.12286
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Endoscopic slip knot clip suturing method: An ex vivo feasibility study (with video). (2016)
  • Author(s): Nishizawa, T., Uraoka, T., Sagara, S., Suzuki, H., Akimoto, T., Kanai, T., Yahagi, N.
  • Journal Title: Gastrointest. Endosc. Volume: 83 Pages: 447-450
  • DOI: 10.1016/j.gie.2015.09.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of baseline plasma des-acyl ghrelin level with the response to rikkunshito in patients with functional dyspepsia. (2016)
  • Author(s): Togawa, K., Matsuzaki, J., Kobayakawa, M., Fukushima, Y., Suzaki, F., Kasugai, K., Nishizawa, T., Naito, Y., Hayakawa, T., Kamiya, T., Andoh, T., Yoshida, H., Tokura, Y., Nagata, H., Mori, M., Kato, K., Hosoda, H., Takebayashi, T., Miura, S., Uemura, N., Joh, T., Hibi, T., Suzuki, H.*
  • Journal Title: J. Gastroenterol. Hepatol. Volume: 31 Pages: 334-341
  • DOI: 10.1111/jgh.13074
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Questionnaire-Based Survey on Diagnostic and Therapeutic Endoscopies and H. pylori Eradication for Elderly Patients in East Asian Countries. (2016)
  • Author(s): Matsuzaki, J., Hayashi, R., Arakawa, T., Ueno, F., Kinoshita, Y., Joh, T., Takahashi, S., Naito, Y., Fukudo, S., Chan, F.K., Hahm, K.B., Kachintorn, U., Fock, K.M., Syam, A.F., Rani, A.A., Sollano, J.D., Zhu, Q., Suzuki, H.* et al.
  • Journal Title: Digestion Volume: 93 Pages: 93-102
  • DOI: 10.1159/000440741
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Different pathophysiology of gastritis between East and West? An Asian perspective. (2016)
  • Author(s): Suzuki, H. *, Mori, H.
  • Journal Title: Inflamm. Intest. Dis. Volume: 1 Pages: 123-128
  • DOI: 10.1159/000446301
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gastroduodenal Disorders. (2016)
  • Author(s): Stanghellini, V., Chan, F. K-L, Hasler, W.L., Malangelada, J.R., Suzuki, H., Tack, J., Talley, N.J.
  • Journal Title: Gastroenterology Volume: 150 Pages: 1380-1392
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2016.02.011
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Profile of acotiamide in the treatment of functional dyspepsia. (2016)
  • Author(s): Ueda, M., Iwasaki, E., Suzuki H.*
  • Journal Title: Clin. Exp. Gastroenterol. Volume: 9 Pages: 83-88
  • DOI: 10.2147/CEG.S72172
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition). (2016)
  • Author(s): Klionsky, D.J., Abdelmohsen, K., Abe, A., Abedin, M.J., Abeliovich, H., Acevedo Arozena, A., Adachi, H., Adams, C.M., Suzuki, H. et al.
  • Journal Title: Autophagy Volume: 12 Pages: 1-222
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1100356
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Timing of oral refeeding in acute pancreatitis: A systematic review and meta-analysis. (2016)
  • Author(s): Horibe, M., Nishizawa, T., Suzuki, H., Minami, K., Yahagi, N., Iwasaki, E., Kanai, K.
  • Journal Title: United European Gastroenterology Journal Volume: 4 Pages: 725-732
  • DOI: 10.1177/2050640615612368.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Emerging treatments in neurogastroenterology: Acotiamade, a novel treatment option for functional dyspepsia. (2016)
  • Author(s): Matsushita M, Masaoka T, Suzuki H.*
  • Journal Title: Neurogastroenterol. Motil. Volume: 28 Pages: 631-8
  • DOI: 10.1111/nmo.12756.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of carbon dioxide insufflation in balloon-assisted enteroscopy: A systematic review and meta-analysis (2016)
  • Author(s): Nishizawa, T., Suzuki, H.*, Fujimoto, A., Ochiai, Y., Kanai, T., Yahagi, N.
  • Journal Title: United European Gastroenterology Journal Volume: 4 Pages: 11-7
  • DOI: 10.1177/2050640615588024.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of preoperative proton pump inhibitor administration on bleeding after gastric endoscopic submucosal dissection: A systematic review and meta-analysis. (2016)
  • Author(s): Nishizawa, T., Suzuki, H.*, Akimoto, T., Maehata, T., Kanai, T., Morizane, T., Yahagi, N.
  • Journal Title: United European Gastroenterology Journal Volume: 4 Pages: 5-10
  • DOI: 10.1177/2050640615588023.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 機能性ディスペプシアの新展開：Rome IVを踏まえて. コアシンポジウム3 機能性疾患「機能性ディスペプシアの新展開～機能性ディスペプシアの薬物治療～」 (2017)
  • Author(s): 鈴木秀和
  • Organizer: 第13回日本消化管学会総会学術集会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2017-02-18
• [Presentation] ディスペプシア症状に対する六君子湯の有効性-病院と診療所の違いを中心に. コアシンポジウム3 機能性疾患「機能性ディスペプシアの新展開～機能性ディスペプシアの薬物治療～」 (2017)
  • Author(s): 松崎潤太郎、東川康嗣、鈴木秀和
  • Organizer: 第13回日本消化管学会総会学術集会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2017-02-18
• [Presentation] Lecture: Rome IV criteria: Application for upper GI in Asia. Symposium “What’s new in Rome IV criteria” (2016)
  • Author(s): Suzuki, H.
  • Organizer: APDW2016
  • Place of Presentation: Kobe, Japan
  • Year and Date: 2016-11-05
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Preview of Rome IV criteria and its implication in Asia. Symposium III “Motility Symposium” (2016)
  • Author(s): Suzuki, H.
  • Organizer: GIHep Singapore 2016
  • Place of Presentation: Singapore
  • Year and Date: 2016-07-03
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] メインシンポジウム「がん研究者と疫学研究者のコミュニケーション」 臨床医からみたがん病態と予防疫学． (2016)
  • Author(s): 鈴木秀和
  • Organizer: 第23回 日本がん予防学会/第39回 日本がん疫学・分子疫学研究会総会
  • Place of Presentation: 名古屋大学大学院医学系研究科基礎医学研究棟（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2016-07-01
  • Invited
• [Presentation] パネルディスカッション4 「新しい除菌薬を含めたこれからの除菌治療」 ： シタフロキサシンを含む除菌療法前後のシタフロキサシン最小発育阻止濃度の変動． (2016)
  • Author(s): 森英毅、正岡建洋、松崎潤太郎、津川仁、西澤俊宏、柏﨑有紀、山根剛、金井隆典、鈴木秀和
  • Organizer: 第22回日本ヘリコバクター学会学術集会
  • Place of Presentation: 別府ビーコンプラザ（大分県別府市）
  • Year and Date: 2016-06-25
• [Presentation] パネルディスカッション1 「新ガイドライン2016の改正ポイント」 ： 新ガイドライン2016の改正ポイント「適応疾患」． (2016)
  • Author(s): 鈴木秀和
  • Organizer: 第22回日本ヘリコバクター学会学術集会
  • Place of Presentation: 別府ビーコンプラザ（大分県別府市）
  • Year and Date: 2016-06-24
  • Invited
• [Presentation] パネルディスカッション2 「我が国における胃癌撲滅対策と課題」： 東京都内多施設共同調査による一次・二次除菌率の経年的変化―ボノプラザンは除菌率を如何に変えたか―． (2016)
  • Author(s): 森英毅、鈴木秀和、伊藤愼芳、浅岡大介、鈴木雅之、川村洋、川上浩平、榊信廣、嶋田裕慈、佐々木仁、栗原直人、小俣富美雄、徳永健吾、河合隆、高橋信一 東京HP研究会
  • Organizer: 第22回日本ヘリコバクター学会学術集会
  • Place of Presentation: 別府ビーコンプラザ（大分県別府市）
  • Year and Date: 2016-06-24
• [Presentation] The presence of sleep disorders was independently associated with delayed gastric emptying, but not with the presence of functional dyspepsia. (2016)
  • Author(s): Yamane, T., Masaoka, T., Matsuzaki, J., Mori, H., Kashiwazaki, Y., Komori, T., Shimizu, T., Taniguchi, K., Suzuki, H., Kanai, T.
  • Organizer: Digestive Disease Week 2016
  • Place of Presentation: San Diego, U.S.A.
  • Year and Date: 2016-05-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 特別発言. ワークショップ10：「機能性消化管障害の内視鏡診療」 (2016)
  • Author(s): 鈴木秀和
  • Organizer: 第91回日本消化器内視鏡学会総会
  • Place of Presentation: グランドプリンスホテル新高輪 国際館パミール（東京都港区）
  • Year and Date: 2016-05-13
  • Invited
• [Presentation] 膵型乳頭括約筋機能不全症に対するEST治療後の長期成績. ワークショップ10：「機能性消化管障害の内視鏡診療」. (2016)
  • Author(s): 岩崎栄典、山岸由幸、鈴木秀和
  • Organizer: 第91回日本消化器内視鏡学会総会
  • Place of Presentation: グランドプリンスホテル新高輪 国際館パミール（東京都港区）
  • Year and Date: 2016-05-13
• [Presentation] 食道pHインピーダンスモニタリングと高解像度食道内圧測定による酸分泌抑制療法への反応性の検討. パネルディスカッション5：「酸分泌抑制療法のパラダイムシフト」. (2016)
  • Author(s): 正岡建洋、鈴木秀和、金井隆典
  • Organizer: 第102回日本消化器病学会総会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2016-04-22
• [Book] Bile Acids and Esophageal Cancer. Bile Acids in Gastroenterology (eds.) Susumu Tazuma, Hajime Takikawa, (2017)
  • Author(s): Matsuzaki, J., Suzuki, H.
  • Total Pages: 209 (177-184)
  • Publisher: Springer Japan
• [Book] Symptom generation. Helicobacter pylori (eds.) Hidekazu Suzuki, Robin Warren, Barry Marshall (2016)
  • Author(s): Matsuzaki, J., Suzuki, H.
  • Total Pages: 267 (125-130)
  • Publisher: Springer Japan
• [Book] Gastric Non-Helicobacter pylori Helicobacter: Its Significance in Human Gastric Diseases. Helicobacter pylori (eds.) Hidekazu Suzuki, Robin Warren, Barry Marshall (2016)
  • Author(s): Nakamura, M., Overby, A., Murayama, S-Y., Suzuki, H., Takahashi, T., Takahashi, S., Matsui, H.
  • Total Pages: 267 (131-140)
  • Publisher: Springer Japan
• [Book] Third-line eradication therapy. Helicobacter pylori (eds.) Hidekazu Suzuki, Robin Warren, Barry Marshall (2016)
  • Author(s): Nishizawa, T., Suzuki, H.
  • Total Pages: 267 (253-267)
  • Publisher: Springer Japan
• [Book] Autophagy. Helicobacter pylori (eds.) Hidekazu Suzuki, Robin Warren, Barry Marshall (2016)
  • Author(s): Tsugawa, H., Suzuki, H.
  • Total Pages: 267 (67-71)
  • Publisher: Springer Japan