2017 Fiscal Year Research-status Report
分子標的薬に対する抵抗性獲得における腫瘍上皮細胞と間質細胞との相互作用の解明
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16K07139
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| Research Institution | Aichi Cancer Center Research Institute |
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Principal Investigator |
藤下 晃章 愛知県がんセンター(研究所), 分子病態学部, 主任研究員 (50511870)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 癌 / 遺伝子 / 薬理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
mTOR阻害薬抵抗性獲得におけるがん微小環境の役割を解明するために、浸潤性大腸がんモデルマウスであるcis-Apc/Smad4マウスにmTORキナーゼ阻害薬AZD8055を投与することで発生したmTOR阻害薬抵抗性腸管腺がんのトランスクリプトーム解析をこれまでに行っている。GSEA解析から代謝経路に関与する遺伝子群の変動が認められたことから、本年度は組織における代謝産物の変動についてメタボローム解析による検証作業を行った。
コントロール群及びAZD8055（2週間または8週間）投与群のcis-Apc/Smad4マウス腺がん組織を回収した。mTOR阻害薬抵抗性腸管腺がん組織はコントロール群と比較して、特定のアミノ酸の増大が確認された。特にヒスタミン含量が増大していることから、ヒスタミン受容体を介した組織応答がmTOR阻害薬抵抗性の獲得に寄与していることが示唆された。ヒスタミン阻害薬を併用投与することでmTOR阻害薬抵抗性腺がんの形成に対する影響を検証したところ、腫瘍形成数に顕著な変動は認められなかったが腺がんの浸潤は強力に抑制された。
現在、GSEA解析からメタボローム解析にかけて候補にあがったmTOR阻害薬によって影響を受ける代謝経路の酵素群について、プロテオミクスを用いた検証作業を進めている。
またこれまで行ってきたmTOR阻害薬抵抗性獲得においてがん周辺間質細胞のMAPK経路の活性化を介する研究を英国がん専門誌Oncogeneに発表した。
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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
マイクロアレイ解析及びメタボローム解析により変動が認められた分子やについてmTOR阻害薬抵抗性獲得メカニズムとの関連を検証し、これまでに抵抗性獲得に関与する分子の一端を明らかにすることに成功している。
組織中ヒスタミン含量がmTOR抵抗性腺がんで増大していたことから、ヒスタミンとその受容体経路がmTOR阻害薬抵抗性の獲得に寄与している可能性が示唆された。ヒスタミンの受容体であるH1R、H2R、H3R、H4Rの発現局在をレーザーマイクロダイゼクションにより分離採取したmRNAを用いて検証したところ、腺がん上皮及び間質でH1R及びH2Rの発現が認められた。ヒスタミン受容体阻害薬がmTOR阻害薬抵抗性腺がんに与える影響について検証したところ、H1R阻害薬とH2R阻害薬の併用投与は抵抗性腺がんの拡大に影響を及ぼさなかったが浸潤を有意に抑制した。H1R阻害薬またはH2R阻害薬単独投与では効果認められなかったことからmTOR阻害薬抵抗性腺がんの浸潤においてヒスタミンがH1RとH2Rを介して促進的に働くことを見出した。
一方、GSEA解析から酸化的リン酸化経路などに特定の代謝経路に関与する遺伝子群の発現レベルが変動していたため、メタボローム解析により代謝産物との整合性について検証を行っている。予備的検討であるがmTOR阻害薬抵抗性腺がん組織における酸化的リン酸化経路に関連する代謝産物量が増大していなかったが、異なる代謝経路が変動していた。現在トランスクリプトーム解析とメタボローム解析結果に齟齬が認められていることから、代謝経路に関わる分子の発現についてプロテオミクス解析によりタンパクレベルで変動を調査している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに行ったmTOR阻害薬抵抗性腺がんでのトランスクリプトーム解析で得られた遺伝子の発現量と代謝産物およびタンパク発現量に乖離が認められている。従って現在行っているプロテオミクス解析をもとに抵抗性関連分子の同定を行う。現在予備検討であるが特定のタンパクが増大していることを確認しており、最終年度では抵抗性獲得と関連する分子の同定を目標とする。発現が増大または減少が認められる分子をがん細胞で過剰発現またはノックダウンすることで、mTOR阻害薬処置による影響を検証する。次にcis-Apc/Smad4マウスを用いて、培養細胞レベルで同定された遺伝子産物を抑制する抗体や関連するシグナル伝達経路を抑制する化合物をmTOR阻害薬AZD8055と併用投与し、mTOR阻害薬抵抗性腸管腺がん形成に対する効果を検証する。
また既にヒスタミンが抵抗性獲得に関与することが明らかになっているが、ヒスタミンの供給源が依然不明である。ヒスタミン産生細胞である肥満細胞などの局在、ヒスタミン合成酵素の発現量を検証していく予定である。具体的にはヒスタミン産生細胞である肥満細胞をc-KitやIgE抗体を用いた免疫染色による同定を行い、またヒスタミン合成酵素であるHDCタンパク発現量をウェスタンブロットにより検出する予定である。
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| Causes of Carryover |
理由：財団（大和証券ヘルス財団）からの助成金が100万円あったため本研究費の一部を平成30年度に繰り越し、必要な物品に補填する。
計画：少額であるため研究計画に変更はない。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Global metabolic reprogramming of colorectal cancer occurs at adenoma stage and is induced by MYC2017
Author(s)
Satoh K, Yachida S, Sugimoto M, Oshima M, Nakagawa T, Akamoto S, Tabata S, Saitoh K, Kato K, Sato S, Igarashi K, Aizawa Y, Kajino-Sakamoto R, Kojima Y, Fujishita T, Enomoto A, Hirayama A, Ishikawa T, Taketo MM, Kushida Y, Haba R, Okano K, Tomita M, Suzuki Y, Fukuda S, Aoki M, Soga T.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A
Volume: 114
Pages: E7697-E7706
DOI
Peer Reviewed
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