原発性肝癌の進展・転移におけるDYRKファミリーによる癌幹細胞制御機構の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09378
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 及川 恒一 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (20514491)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 清嗣 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70345312)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 肝癌 / 癌幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

原発性肝癌の根治的治療としては外科的切除が第一であり、早期には肝内病変治療としてラジオ波焼灼療法（RFA）、肝動脈塞栓療法（TACE)等がときに有効であるが、遠隔転移、胆管・血管内浸潤を呈するようになると予後不良であるため、より早期の診断法の確立及び新規治療法が切望されている。現在、切除不能肝細胞癌に対して臨床で使用される腫瘍の細胞増殖と血管新生を阻害する分子標的薬の効果は非常に限定的である。このような背景から選択的に癌細胞(癌幹細胞)のみを傷害するような治療標的分子の同定による新たな新規治療法の開発が急務であると考えられる。本研究では、肝癌幹細胞における自己複製・分化・転移制御メカニズムを解明することで、将来的な癌幹細胞を標的とする新規治療法への開発応用を目指すことを目的とする。これまでに進行乳癌等でリン酸化酵素であるDYRK2発現低下が癌の増殖・転移・浸潤に関与することが報告されている(Taira et al. J Clin Invest, 2012 / Mimoto et al. Cancer Lett, 2013)。しかし肝癌におけるDYRK family分子の機能についての詳細は未だ不明である。そこで本研究では 、肝癌幹細胞におけるDYRK family分子の機能を解析し、肝癌の進展・転移制御機構の解明を目指すとともに、将来的に癌幹細胞を標的とした新規治療法の開発へと発展させたい。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究ではヒト肝癌細胞株におけるDYRK2の関与について解析検討をおこなった。DYRK2 mRNAは数種のヒト肝癌細胞株に発現が認められ、ヒト正常肝細胞と比較しその発現が低いことが明らかとなった。ヒト肝癌細胞株においてウイルスを用いた遺伝子導入によりDYRK2遺伝子の強制発現を行ったところin vitro培養でヒト肝癌細胞株の増殖が有意に抑制された。また一方でshRNAシステムおよびウイルスを用いた遺伝子導入によりDYRK2遺伝子をノックダウンするとヒト肝癌細胞株の増殖の有意な亢進を認めた。これらの結果より、DYRK2は肝癌細胞株の増殖能の制御に深く関与する可能性が示唆された。次にCRISPER/Cas9システムを用いた遺伝子改変によるDYRK2遺伝子のノックアウトを試みているが、試行錯誤しているものの現在までのところ系がうまく作動せずノックアウト細胞株の樹立には至っていない。

Strategy for Future Research Activity

これまでの結果よりDYRK2発現低下は肝癌細胞の増殖を制御し肝癌の進展に深く関与する可能性が示唆された。そこでDYRK2による肝癌細胞の増殖・進展への制御メカニズムをさらに明らかにするため、細胞周期関連遺伝子、アポトーシス関連遺伝子、上皮間葉転換関連遺伝子等をqRT-PCR およびウェスタンブロットで解析する予定である。またin vivoでのDYRK family遺伝子の腫瘍造成能に与える影響を明らかにする。具体的にはヒト肝癌細胞株のDYRK2遺伝子を強制発現またはknockdown/knockoutしたstable lineを作成し、免疫不全マウスの皮下に移植を行うことで腫瘍造成能を解析する予定である。ヒト原発性肝癌のDYRK familyの発現と臨床データとの関連性を解析するため臨床検体の収集を行っており、十分な検体数が得られたところで解析する予定である。

Causes of Carryover

CRISPER/Cas9システムを用いた遺伝子改変によるDYRK2ノックアウトを試みたが、現在までのところ系がうまく作動しなかったためノックアウト細胞株の樹立には至っておらず、他の解析を優先して行うこととしたため未使用額が生じた。

Research Products

• [Journal Article] Comprehensive analysis of The Cancer Genome Atlas reveals a unique gene and non-coding RNA signature of fibrolamellar carcinoma. (2017)
  • Author(s): Dinh TA, Vitucci EC, Wauthier E, Graham RP, Pitman WA, Oikawa T, Chen M, Silva GO, Greene KG, Torbenson MS, Reid LM, Sethupathy P.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 17 Pages: 44653
  • DOI: 10.1038/srep44653.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research