2017 Fiscal Year Research-status Report
大腸癌細胞クラスター形成機構の解明と新規抗癌転移治療法への応用
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16K15598
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
五藤 倫敏 順天堂大学, 医学部, 非常勤講師 (50445532)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小見山 博光 順天堂大学, 医学部, 非常勤講師 (30348982)
折茂 彰 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70275866)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 大腸癌 / 癌細胞クラスター / EMT（上皮間葉移行） / 浸潤・転移 / E-cadherin / tumor organoid |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Epithelial-mesenchymal transition（EMT）仮説が現状では普及されているが、患者癌組織においてEMTの存在は懐疑的でありかつEMTを介した単一細胞が転移形成に寄与する直接的証拠はない。申請者は９例の外科的に切除された患者大腸癌組織を使用したpatient-derived tumor xenograft (PDX)モデルを樹立し、癌細胞クラスター形成が転移に必須であることを示唆した。また、研究代表者らの先行研究および他者の研究より細胞接着因子のE-cadherinが大腸癌細胞クラスター形成に必須であることが示唆されていた。
そこで、本研究ではE-cadherinの中和抗体やshRNAを作製した。患者大腸癌由来PDXより培養大腸癌organoidを樹立し、これらのE-cadherin抑制剤を投与したところ、癌クラスター形成を有意に阻害した。さらにE-cadherinの癌クラスター形成能が転移形成に寄与しているか否かを検討した。対照群のランダム配列を認識するshRNAが導入された大腸癌organoidと比較して、shRNAでE-cadherinの発現が抑制された大腸癌organoidは、免疫不全マウスの門脈に注入された時、有意に肝臓における転移形成を抑制した。
以上の結果よりE-cadherinは大腸癌organoidのクラスター形成に必須であり、転移のコロニー形成能を媒介することが示唆された。
しかしながら、E-cadherinの抑制は正常上皮細胞の細胞―細胞接着を媒介している可能が示唆されている故、重篤な副作用が危惧される。今後は、癌細胞特異的に細胞―細胞接着を抑制するseedの取得が必要があると考えられる。
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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
患者大腸癌組織をＮＯＧマウスに移植しＰＤＸモデルを作製し，E-cadherin陽性の血中循環癌細胞クラスターの形成を確認した。患者大腸癌組織よりin vitro organoid培養を施行しＮＯＧマウスに同所移植したところ、E-cadherin陽性の血中循環癌細胞クラスターの形成が確認された。さらにE-cadherinの癌クラスター形成能が転移形成に寄与しているか否かを検討する実験を行った．対照群のランダム配列を認識するshRNAが導入された大腸癌organoidと比較して、shRNAでE-cadherinの発現が抑制された大腸癌organoidは、免疫不全マウスの門脈に注入された時、有意に肝臓における転移形成を抑制した。以上の結果よりE-cadherinは大腸癌organoidのクラスター形成に必須であり、転移のコロニー形成能を媒介することが示唆されており，本研究課題が順調に進捗していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
効率的なスクリーニングを目指し、現在、安定して大腸癌organoids培養系の確立の為の条件検討を行ってきた．大腸癌organoids培養系を用いて、high through-put screening を計画している。３X102 大腸癌organoidsを96 well plate にMatrigelコート上にまき、化合物ライブラリ―を添加して、organoids形成の過程を生細胞イメージングシステムを用いてモニターする。すでにE-cadherinが大腸癌organoidのクラスター形成に必須であり、転移のコロニー形成能を媒介すること，E-cadherinの抑制が正常上皮細胞の細胞―細胞接着を媒介している可能が示唆されている．今後は本研究で得た知見の臨床応用に向けて癌細胞特異的に細胞―細胞接着を抑制するseedの取得も検討しつつ研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
上記の患者大腸癌検体の移植後のマウスにおける癌増殖の遅延や、血中循環癌細胞が非常に低頻度に検出されることにより、必要な免疫組織染色等の実験量が予想より増えため、時間を要し，予定資材購入の一部を次年度に繰り越した．
効率的なスクリーニングを目指し、現在、安定して大腸癌organoids培養系の確立の為の条件検討を行ってきたが，H30年度はさらに大腸癌organoids培養に必要な資材の追加購入により，実験を進めていく予定である。
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[Journal Article] Survival benefit of lymph node dissection in surgery for colon cancer in elderly patients: A multicenter propensity score-matched study in Japan.2018
Author(s)
Takahashi M, Niitsu H, Sakamoto K, Hinoi T, Hattori M, Goto M, Bando H, Hazama S, Maeda K, Okita K, Horie H, Watanabe M; Japan Society of Laparoscopic Colorectal Surgery.
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Journal Title
Asian J Endosc Surg.
Volume: 11
Pages: 346-354.
DOI
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[Journal Article] The impact of stromal Hic-5 on the tumorigenesis of colorectal cancer through lysyl oxidase induction and stromal remodeling.2018
Author(s)
Omoto T, Kim-Kaneyama JR, Lei XF, Orimo A, Ohnishi K, Yoshihara K, Miyauchi A, Li S, Gao L, Umemoto T, Tanaka J, Nakahara K, Takeya M, Ishida F, Kudo SE, Haraguchi S, Miyazaki T, Miyazaki A.
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Journal Title
Oncogene
Volume: 37(9)
Pages: 1205-1219
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Microenvironmental control of breast cancer subtype elicited through paracrine platelet-derived growth factor-CC signaling.2018
Author(s)
Roswall P, Bocci M, Bartoschek M, Li H, Kristiansen G, Jansson S, Lehn S, Sjölund J, Reid S, Larsson C, Eriksson P, Anderberg C, Cortez E, Saal LH, Orsmark-Pietras C, Cordero E, Haller BK, Häkkinen J, Burvenich IJG, Lim E, Orimo A, Höglund M, Rydén L, Moch H, Scott AM, Eriksson U, Pietras K.
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Journal Title
Nat Med
Volume: 24(4)
Pages: 463-473
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Propensity score analysis in the comparison of long-term outcomes for locally advanced colon cancer.2017
Author(s)
Sugimoto K, Sakamoto K, Ichikawa R, Kure K, Honjo K, Ro H, Takahashi R, Kawano, Niwa K, Ishiyama S, Kamiyama H, Komiyama H, Takahashi M, Kojima Y, Goto M, Okuzawa A, Ishibiki Y, Tomiki Y
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Journal Title
Juntendo Medical Journal
Volume: 63
Pages: 264-272
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Postoperative adjuvant chemotherapy improves survival in stage II colon cancer ? a propensity score matching analysis.2017
Author(s)
Tsukamoto R, Matsuzawa M, Hagiwara T, Tsuchiya Y, Amemiya K, Motegi S, Makino Y, Kawano S, Honjo K, Kure K, Ichikawa R, Ro H, Ito S, Takahashi R, Niwa K, Ishiyama S, Sugimoto K, Kamiyama H, Takahashi M, Kojima Y, Goto M, Okuzawa A, Tomiki Y, Fukunaga T, Kajiyama Y, Kawasaki S, Sakamoto K:
Organizer
110th AACR, Washington DC
Int'l Joint Research
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[Presentation] Identification of a novel diagnostic marker for colon cancer through comprehensive microRNA analysis.2017
Author(s)
Tsukamoto R, Komiyama H, Hosoya M, Kure K, Okazawa Y, Mizukoshi K, Fukaya M, Sugimoto K, Kamiyama H, Tomiki Y, Sakamoto K:
Organizer
第76回日本癌学会学術総会 横浜
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[Presentation] Carcinoma-associated fibroblasts promote metastatic seeding of the highly epithelial human breast carcinoma cell cluster with a quasi-mesenchymal trait.2017
Author(s)
Yasuhiko Ito, Yuko Matsumura, Yoshihiro Mezawa, Kaidiliavi Sulidan, Nadila Wali, Yasuhiko Terao, Satoru Takeda, Ko Okumura, Kazuyoshi Takeda, Okio Hino, Akira Orimo
Organizer
第76回日本癌学会学術総会
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[Presentation] Identification of a novel diagnostic marker for colon cancer through comprehensive microRNA analysis.2017
Author(s)
Tsukamoto R, Komiyama H, Hosoya M, Kure K, Okazawa Y, Mizukoshi K, Fukaya M, Sugimoto K, Kamiyama H, Tomiki Y, Sakamoto K:
Organizer
第76回日本癌学会学術総会
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