2016 Fiscal Year Research-status Report
乳癌の浸潤・転移における癌間質液中スフィンゴシン-1-リン酸の役割と臨床的意義
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16K19888
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
土田 純子 新潟大学, 医歯学総合病院, レジデント (90769415)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 脂質メディエーター / スフィンゴシン-1リン酸 / 乳癌 / 癌間質液 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
癌間質および癌間質液は、癌との相互作用によって、癌の浸潤・転移に重要な役割を果たしている。スフィンゴ脂質であるスフィンゴシン-1リン酸（以下S1P）は、脂質でありながら細胞情報伝達物質として働く脂質メディエーターであることが、解明されてきた。しかし、生体内においては、癌が産生するS1Pに加えて、宿主側が産生するS1Pも存在し、癌と宿主の相互作用におけるS1Pの生理的機能はいまだ不明である。申請者は「癌間質液中のS1Pが高濃度に保たれ、癌間質液中のS1Pが癌細胞を刺激することによって、癌の浸潤・転移に寄与している」という仮説を立て、本研究を企画した。本研究の目的は「新規に開発した間質液収集法を用いて、癌および正常乳腺組織の間質液中のS1Pを定量することで仮説を検証すること」である。平成28年度は、遺伝子編集ツールであるCRISPR/Cas9システムを用いて、SphK1ノックアウト（KO）乳癌細胞株を確立し、乳癌ES細胞を用いてC57BL/6マウス単独系統のSphK1KOマウスを作製、同種同一系統の癌移植モデルを確立した。作製したSphK1遺伝子改変乳癌細胞株をSphK1KOマウスの乳腺に同所性に移植を行い、腫瘍を作製した。動物モデルにおいて、癌および正常乳腺組織の間質液中のS1Pを定量し、癌部の間質液中の高濃度S1Pが、S1P受容体阻害薬であるFTY720によって低下し、腫瘍の増殖も抑えられることを発見した（J Mammary Gland Biol Neoplasia 2016）。さらに、乳癌手術症例にて、癌および正常乳腺組織の間質液中のS1Pを定量した(J Mammary Gland Biol Neoplasia 2016）。また、乳癌手術症例において、乳癌原発巣におけるSphK1の発現とS1P濃度は相関すること、原発巣のS1P濃度が高いとリンパ節転移の頻度が高くなることを発見した（J Surg Res 2016）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成28年度は課題研究AとBについて研究を推進し、計画通りに進行している。以下に進捗状況の詳細を記載する。
課題研究Ａ 遺伝子編集ツールであるCRISPR/Cas9システムを用いて、SphK1ノックアウト（KO）乳癌細胞株を確立し、さらに、乳癌ES細胞を用いてC57BL/6マウス単独系統のSphK1KOマウスを作製、同種同一系統の癌移植モデルを確立した。作製したSphK1遺伝子改変乳癌細胞株をSphK1KOマウスの乳腺に同所性に移植を行い、腫瘍を作製した。独自の方法によって癌および正常乳腺組織から間質液を抽出し、S1Pを定量した。癌部の間質液では正常乳腺組織の間質液に比し、S1P濃度が高いことを発見した（J Mammary Gland Biol Neoplasia 2016）。
課題研究Ｂ 乳癌手術症例を対象とし、独自の方法によって癌および正常乳腺組織から間質液を抽出し、S1Pを定量した。癌部の間質液は正常乳腺組織の間質液に比し、S1P濃度が高いことを発見したJ Mammary Gland Biol Neoplasia 2016）。また、乳癌手術症例を対象とした研究を行い、乳癌原発巣におけるSphK1の発現とS1P濃度は相関すること、原発巣のS1P濃度が高いとリンパ節転移の頻度が高くなることを発見した（J Surg Res 2016）。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は主に課題研究AとBについて研究課題について研究を推進し、論文化を行う。
課題研究Ａ 乳癌移植マウスモデルにおける癌間質液中S1Pの測定および癌浸潤・転移における癌間質液S1Pの役割の解明：癌と宿主のSphK1が癌間質液中S1P濃度に及ぼす影響を更に調べるために、SphK1をKOもしくは過剰発現させた乳癌細胞を、野生型マウスに各々移植し、癌間質液中のS1Pの定量を行い、癌間質液中S1Pが、癌の浸潤・転移を促進するメカニズムの解明を行う。SphK1をKOもしくは過剰発現させた乳癌細胞を、SphK1KOおよび野生型マウスに各々移植し、各々の癌移植動物に対し、タモキシフェンなどの抗ホルモン剤や、アドリアマイシン、パクリタキセルなどの殺細胞薬を投与し、薬剤治療効果と癌間質液中S1P濃度の変化を調べる。さらに、S1P受容体特異的阻害薬（FTY720、W-146、ONO-4641）やSphK1特異的阻害薬（SK1-I）とホルモン療法や殺細胞薬との併用療法の効果を検証し、S1P標的治療薬の可能性について検証する。
課題研究Ｂ 乳癌患者における癌間質液中S1P測定と臨床的意義の解明：癌間質液中S1P濃度が高いと血清S1P濃度が上昇するとともに、癌のリンパ管浸潤が促進されリンパ節転移を促すという仮説の下、乳癌および正常乳腺組織におけるSphK1のリン酸化を免疫組織化学により検出し、血清中のS1Pを質量分析により定量することにより、癌間質液中S1PとSphK1リン酸化および血中S1P濃度との関係を検証する。また、癌間質液中S1P濃度と臨床病理学的因子および長期成績との比較を行い、癌間質液中S1P濃度と癌転移に関わる病理学的因子や、化学療法感受性、長期成績（再発・予後）などについて検証する。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Interstitial fluid sphingosine-1-phosphate in murine mammary gland and cancer and human breast tissue and cancer determined by novel methods2016
Author(s)
Nagahashi M, Yamada A, Miyazaki H, Allegood JC, Tsuchida J, Aoyagi T, Huang WC, Terracina KP, Adams BJ, Rashid OM, Milstien S, Wakai T, Spiegel S, Takabe K
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Journal Title
Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia
Volume: 21
Pages: 9-17
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Peri-tumor Sphingosine-1-phosphate Levels Are Affected by the Tumor2017
Author(s)
Tsuchida J, Moro K, Ohtani A, Endo M,Niwano T, Tatsuda K, Toshikawa C, Hasegawa M, Ikarashi M, Nakajima M, Y. Koyama Ｙ, Sakata J, Kobayashi T, Kameyama H, Takabe K, Wakai T, Nagahashi M
Organizer
The 12th Annual Academic Surgical Congress
Place of Presentation
Las Vegas, USA
Year and Date
2017-02-07 – 2017-02-07
Int'l Joint Research
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[Presentation] Obesity-induced Sphingosine-1-phosphate in Breast Cancer Interstitial Fluid Promotes Angiogenesis2017
Author(s)
Tsuchida J, Nakajima M, Moro K, Ohtani A, Endo M, Niwano T, Tatsuda K, Toshikawa C, Hasegawa M, Ikarashi M, Koyama Y, Sakata J, Kobayashi T, Kameyama H, Wakai T, Takabe K, Nagahashi M
Organizer
The 12th Annual Academic Surgical Congress
Place of Presentation
Las Vegas, USA
Year and Date
2017-02-07 – 2017-02-07
Int'l Joint Research
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