癌特異的糖代謝をターゲットとする新しい膵癌治療法の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10604
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 橋本 大輔 熊本大学, 医学部附属病院, 助教 (80508507)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤山 浩 熊本大学, 医学部附属病院, 寄附講座教員 (40594875) ; 今井 克憲 熊本大学, 医学部附属病院, 助教 (60555746) ; 東 孝暁 熊本大学, 医学部附属病院, 非常勤診療医師 (70594878)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 膵臓外科学 / 癌糖代謝 / Glut1

Outline of Annual Research Achievements

Glucose transporter 1: Glut1は、細胞膜上に存在して、能動的輸送によってグルコースの取り込みを行う。Glut1は正常上皮細胞では通常発現していないが、多くの上皮系悪性腫瘍において発現が上昇しており、前述の悪性腫瘍特有の代謝に重要な意義を持つと思われる（Carvalho, Clinics 2011）。膵癌におけるGlut1発現の意義はこれまで少数例での報告に留まっている（Lyshchik、 Cancer Invest 2007）。我々はこれまでに、食道扁平上皮癌手術症例145例におけるGlut1の発現と臨床病理学的因子、および生命予後との関わりについての解析をおこなった。Glut1の発現は独立した予後不良因子であり、また血行性転移に有意な関係を認め、論文として発表した。（Sawayama, Ann Surg Oncol 2013）。
今回我々は膵臓癌においてGlut1の発現と臨床病理学的因子および生命予後との関わりについての解析を開始した。熊本大学消化器外科及び済生会熊本病院外科において通常型膵癌（浸潤性膵管癌）に対して膵切除手術をおこなった137例について、Glut1の発現を免疫染色で解析し、多変量解析においてGlut１の発現は独立した予後不良因子であった。Glut1の発現はPositron Emission Tomography (PET-CT)の早期相、遅延相おけるStandardized uptake value (SUV) max値と有意に相関した。つまりSUV max値からGlut1の発現の程度を予測しうると思われた。さらに、SUV max値も多変量解析において無再発生存期間（P=0.0081）、全生存期間（P=0.017）における独立した生命予後不良因子であった。Glut1は、あたらしい癌治療のターゲットとなると考えられる。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究では膵癌非切除症例のGlut1の発現についても解析する予定である。Glut 1の発現の解析には病理組織サンプルが必須である。診断時に遠隔転移を伴い根治切除が不可能であった症例において免疫染色で十分な評価が可能な病理組織サンプルを得るのは、通常では困難である。当科では原則的に全例で超音波内視鏡下針生検での確定診断を得ることにしている。この手法で得られたサンプルを免疫染色に用いるためには、穿刺回数を増やして解析用のサンプルを採取する必要があり、患者に侵襲が加わる。
遠隔転移巣を伴う症例を解析するという目的で、根治切除後に生じた遠隔転移再発を対象に検討した場合も、病理組織の採取は通常困難である。膵癌根治切除後に生じる転移再発部位としては、局所再発、腹膜播種、肝転移、肺転移、稀であるが残膵再発がある。他の消化器悪性疾患、たとえば大腸癌であれば、ガイドラインでも肝転移巣に対する肝切除術が推奨されている。膵疾患であっても、膵神経内分泌腫瘍であればガイドラインで肝転移巣の切除が推奨されている。このような疾患では、肝転移巣の切除サンプルを用いて解析することが容易である。しかし膵癌では、転移巣の外科的切除が生命予後を延長するというエビデンスが無く、ガイドラインでの推奨はない。つまり一般的に膵癌遠隔転移巣の切除サンプルを用いた解析は困難である。我々は診断などを目的に切除した膵癌の遠隔転移の切除サンプルを8例保有している（肝4例、皮膚筋肉転移2例など）（Hashimoto D, Asian J Endoscopic Surg 2015）。このような膵癌遠隔転移を解析対象とし、SUV max値、Glut 1の発現についてもデータベース化し、臨床病理学的因子、治療内容（抗腫瘍薬）、生命予後との相関を解析し、その意義を明らかにする。

Strategy for Future Research Activity

前述のように我々は膵臓癌においてGlut1の発現は予後と関連することを示した。また、Glut1の発現は血行性転移と有意に相関した。しかしその機序ははっきりしていない。Glut1はVEGFなどとともに癌細胞の生存能力、血行性転移の重要な因子となっている可能性がある。これらを、膵癌細胞株（PANC-1、MIA PaCa-2、BxPC-3）を用いて検証する。膵癌細胞株のGlut1の発現をsiRNAにより抑制することで、既存の膵癌に有効な抗癌剤（ゲムシタビン、5-FU）に対する感受性が変化ことを確認する。これによりGlut1が新しい膵癌治療のターゲットとなり得るかが示される。Glut1は正常組織での発現が少なく、癌組織で有意に発現が上昇しているので、Glut1をモノクローナル抗体等で特異的に阻害することが全く新しい膵癌に対する分子標的治療法となりえる。
我々は以前、熊本大学生命資源研究・支援センター准教授大村谷昌樹とともにRat elastase I promoter/enhancerを用いて膵特異的Cre発現マウスを樹立した（Hashimoto D et al. J Cell Biol 2008）。これを用いて、膵特異的に変異型癌遺伝子K-RasG12Vを発現するマウスを作成する(Elas/K-RasG12V)。Elas/K-RasG12Vマウスをp16/p19ノックアウトマウス(Navas C et al. Cancer Cell 2012)と交配することで膵癌モデルマウスを樹立する。この膵癌モデルマウスを用いて、Glut1の発現を阻害することで腫瘍サイズ、転移巣の出現、マウスの生存率が変化すること、並びに安全性を検証する。また膵癌治療のkey drugである抗癌剤5-FU、S-1、ゲムシタビンとの併用投与の効果と安全性を検証し、臨床応用を目指す。

Causes of Carryover

医局内保管の試薬・消耗品を使用することができたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

主に実験試薬、消耗品の購入及び、実験動物（マウス）の購入・飼育費に充てたいと考える。また、研究成果発表及び情報収集のための旅費、実験データの管理、試料整理等のため事務補佐員の雇用経費にも充てたい。

Research Products

• [Journal Article] Efficacy and safety of postoperative anticoagulation prophylaxis with enoxaparin in patients undergoing pancreatic surgery: a prospective trial and literature review. (2017)
  • Author(s): Hashimoto D, Nakagawa S, Umezaki N, Yamao T, MD, Kitano Y, Yamamura K, Kaida T, Arima K, Imai K, Yamashita Y, Chikamoto A, Baba H
  • Journal Title: Pancreatol Volume: 29 Pages: S1424-3903
  • DOI: 10.1016/j.pan.2017.03.010.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A comparative study on the complications of conventional and end-to-side inserting pancreatojejunostomy after pancreaticoduodenectomy. (2017)
  • Author(s): Hashimoto D, Chikamoto A, Harimoto N, Ikegami T, Uchiyama H, Yoshizumi T, Baba H, Maehara Y.
  • Journal Title: Surg Today Volume: 47(2) Pages: 238-244
  • DOI: 10.1007/s00595-016-1364-y.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preoperative high SUVmax, associated with glucose transporter 1, predicts poor prognosis in pancreatic cancer. (2017)
  • Author(s): Chikamoto A, Inoue R, Komohara Y, Sakamaki K, Hashimoto D, Shiraishi S, Takamori H, Yamashita Y, Yoshida N, Yamanaka T, Yamashita Y, Baba H
  • Journal Title: Ann Surg Oncol Volume: in press Pages: in press
  • DOI: doi: 10.1245/s10434-017-5799-1.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Residual total pancreatectomy: short- and long-term outcome Pancreatol: short- and long-term outcome. (2016)
  • Author(s): Hashimoto D, Chikamoto A, Taki K, Arima K, Yamashita Y, Ohmuraya M, Hirota M, Baba H.
  • Journal Title: Pancreatology Volume: 16(4) Pages: 646-51
  • DOI: 10.1016/j.pan.2016.04.034.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heterogeneity of KRAS mutations in pancreatic ductal adenocarcinoma. (2016)
  • Author(s): Hashimoto D, Arima K, Yokoyama N, Chikamoto A, Taki T, Inoue R, Kaida T, Higashi T, Nitta H, Ohmuraya M, Hirota M, Beppu T, Baba H
  • Journal Title: Pancreas Volume: 45(8) Pages: 1111-4
  • DOI: 10.1097/MPA.0000000000000624.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 残膵全摘術の安全性と長期成績 (2016)
  • Author(s): 橋本大輔、梅崎直紀、山尾宣暢、塚本雅代、山村謙介、有馬浩太、甲斐田剛圭、中川茂樹、今井克憲、山下洋市、近本 亮、馬場秀夫
  • Organizer: 第78回 日本臨床外科学会総会
  • Place of Presentation: グランドプリンスホテル新高輪（東京都）
  • Year and Date: 2016-11-25 – 2016-11-25
• [Presentation] Borderline resectable膵癌に対して術前療法が奏功する症例のmolecular subtype等の遺伝子学的背景を明らかにする前向き観察研究 (2016)
  • Author(s): 橋本大輔、中川茂樹、梅崎直紀、山尾宣暢、塚本雅代、山村謙介、有馬浩太、甲斐田剛圭、今井克憲、山下洋市、近本 亮、馬場秀夫
  • Organizer: 第11回膵癌術前治療研究会
  • Place of Presentation: 星陵オーディトリアム（宮城県）
  • Year and Date: 2016-10-15 – 2016-10-15
• [Presentation] 食道癌における癌代謝 (Nrf2, Glut1) の特徴と臨床病理学的因子との相関 (2016)
  • Author(s): 北野雄希、馬場祥史、澤山 浩、山村謙介、中村健一、木下浩一、岩槻政晃、坂本快郎、吉田直矢、馬場秀夫
  • Organizer: 第27回日本消化器癌発生学会総会
  • Place of Presentation: 城山観光ホテル（鹿児島県）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Conventional versus end-to-side inserting pancreaticojejunostomy after pancreaticoduodenectomy. (2016)
  • Author(s): Hashimoto D、Yamamura K, Kitano Y, Arima K, Kaida T, Taki K, Imai K, Yamashita YI, Chikamoto A, Baba H
  • Organizer: 第47回 日本膵臓学会大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県）
  • Year and Date: 2016-08-04 – 2016-08-04
• [Presentation] 膵頭十二指腸切除術後の手術関連死亡ゼロを目指して (2016)
  • Author(s): 橋本大輔、近本 亮、有馬浩太、甲斐田剛圭、髙城克暢、東孝暁、今井克憲、山下洋市、別府 透、馬場秀夫
  • Organizer: 第28回日本肝胆膵外科学会・学術集会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場（大阪府）
  • Year and Date: 2016-06-03 – 2016-06-03