Elucidation of the mechanism by which extracellular vesicles miRNA induces abnormalities in tumor endothelial cells and development of novel cancer diagnostics and therapy

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H06603
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 鳥居 ちさほ 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 客員研究員 (00780561)
• Project Period (FY): 2016-08-26 – 2018-03-31
• Keywords: 腫瘍血管 / 細胞外小胞 / miRNA / 薬剤耐性

Outline of Annual Research Achievements

われわれはこれまで，腫瘍血管内皮細胞の異常性を明らかにしてきており，その性質の獲得にはがん細胞由来細胞外小胞（Extracellular vesicles: EVs）が関与していることを見出してきた．EVsにはmiRNAが含まれていることが知られていることから，本研究では悪性度の高いがん由来EVsに含まれるmiRNAに着目し，それらが腫瘍血管内皮細胞の薬剤耐性獲得に関与するかどうか検討した．平成28年度は，悪性度の高いがん由来EVsにはmiRNA-Xが多く含まれ，それを正常血管内皮細胞に遺伝子導入すると，5-FUに対する薬剤耐性が誘導されることを見出した．平成29年度はmiRNA-Xの標的遺伝子を絞り込んだ．TaregetScan，miRDBなど複数のデータベースから標的遺伝子候補を抽出し，3’UTR assayによりmiRNA-Xが候補遺伝子に結合するかどうか，さらにその標的遺伝子候補をsiRNAでノックダウンした際に，5-FUに対する薬剤耐性がキャンセルされるかどうか検討した．その結果，標的遺伝子Yが選出された．単離したがん由来EVsをPKH26dyeで標識し，正常血管内皮細胞に処理すると，赤色蛍光を発する細胞がフローサイトメトリーにより検出され，EVsが血管内皮細胞に取り込まれていることが確認された．EVsを血管内皮細胞に処理すると，miRNA-Xの発現が亢進し，さらに標的遺伝子Yの発現が低下した．がん患者の血清からEVsを超遠心法で回収し，miRNA量を検討すると，健常人よりもmiRNA-Xの発現が高かった．以上より，がん細胞が分泌したEVsにはmiRNA-Xが多く含まれ，それを取り込んだ血管内皮細胞は標的遺伝子Yの発現が低下することにより，5-FUに対して薬剤耐性を示すことが明らかになった．

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Aneuploidy of a murine immortalized endothelial cell line, MS1 (2017)
  • Author(s): Hida Kyoko、Maishi Nako、Annan Dorcas Akuba-Muhyia、Kondoh Miyako、Hojo Takayuki、Habiba Umma、Ohga Noritaka、Ishikawa Kosuke、Sato Masumi、Torii Chisaho、Yanagiya Misa、Morimoto Masahiro、Hida Yasuhiro、Shindoh Masanobu
  • Journal Title: J Oral Biosci Volume: 59 Pages: 50～54
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.job.2016.10.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vasohibin-1 as a novel prognostic factor for head and neck squamous cell carcinoma (2017)
  • Author(s): Torii C., Hida Y., Shindoh M., Akiyama K., Ohga N., Maishi N., Ohiro Y., Ono M., Totsuka Y., Kitagawa Y., Tei K., Sato Y., *Hida K.
  • Journal Title: Anticancer Res Volume: 37(3) Pages: 1219-1225
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tumor endothelial cells with high aldehyde dehydrogenase activity show drug resistance (2017)
  • Author(s): Hida Kyoko、Maishi Nako、Akiyama Kosuke、Ohmura-Kakutani Hitomi、Torii Chisaho、Ohga Noritaka、Osawa Takahiro、Kikuchi Hiroshi、Morimoto Hirofumi、Morimoto Masahiro、Shindoh Masanobu、Shinohara Nobuo、Hida Yasuhiro
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 108 Pages: 2195～2203
  • DOI: https://doi.org/10.1111/cas.13388
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高転移性腫瘍miRによる血管内皮における薬剤耐性誘導 (2017)
  • Author(s): 間石奈湖, 鳥居ちさほ, 川本泰輔, 森本真弘, 秋山廣輔, 吉岡祐亮, Alam Mohammad Towfik, 南 敬, 落谷孝広, 樋田泰浩, 樋田京子
  • Organizer: 第26回日本がん転移学会学術集会
• [Presentation] Correlation between endothelial CXCR7 expression and clinic pathological factors in oral squamous cell carcinoma (OSCC) (2017)
  • Author(s): Randa Ibrahim Dawood, Yanagiya M., Maishi N., Hida Y., Torii C., Kikuchi H., Ohga N., Tei K., Kitakura T., Shindoh M., Hida K.
  • Organizer: 第5回がんと代謝研究会
• [Presentation] 高転移性腫瘍エクソソームmiRによる血管内皮の薬剤耐性誘導 (2017)
  • Author(s): 森本真弘，鳥居ちさほ，川本泰輔，間石奈湖，吉岡祐亮，落谷孝広，樋田泰浩，樋田京子
  • Organizer: 第5回がんと代謝研究会
• [Remarks] 北海道大学 遺伝子病制御研究所 フロンティア研究ユニット 血管生物学研究室ホームページ
  • URL: http://www.igm.hokudai.ac.jp/vascular-biology/