マクロファージとの相互作用に着目した食道上皮内腫瘍の新規診断・治療標的の探索

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K21159
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 狛 雄一朗 神戸大学, 医学研究科, 講師 (40714647)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 腫瘍関連マクロファージ / 食道扁平上皮癌 / 食道上皮内腫瘍 / 間接共培養 / CSF3 / G-CSF / GSK-3α/β / β-catenin

Outline of Annual Research Achievements

当研究室では食道扁平上皮癌組織においてマクロファージの浸潤数が多い症例ほど予後不良である事を既に報告している。さらには前癌病変に相当する食道上皮内腫瘍組織の段階でもマクロファージが浸潤している事を見出している。食道扁平上皮癌の発癌初期段階におけるマクロファージの意義を検討するため、ヒト食道正常扁平上皮細胞株Het-1Aとin vitroでマクロファージ様に分化させたヒト単球性白血病細胞株THP-1との間接共培養系を確立した。先行研究において「単独培養のHet-1A」と「THP-1由来マクロファージと間接共培養したHet-1A」との間でcDNAマイクロアレイ解析を施行し、後者において発現上昇していた遺伝子としてcolony-stimulating factor 3 (CSF3)を見出した。CSF3はG-CSFとも呼ばれ、受容体としてG-CSF receptorが知られている。間接共培養後のHet-1AではCSF3 mRNAの発現が亢進している事を確認した。また、Het-1AあるいはTHP-1由来マクロファージの単独培養上清と比べてこれらの間接共培養上清ではCSF3タンパク質の分泌が亢進していた。Het-1AはG-CSF receptorを発現しており、recombinant CSF3をHet-1Aに添加したところ運動能の亢進がみられた。Recombinant CSF3を作用させたHet-1Aで活性化されるシグナル伝達経路を調べるためにphospho-kinase arrayを行ったところ、GSK-3α/βのリン酸化のスポットが亢進していた。この結果をwestern blottingで確認したところ、phospho-GSK-3α/β (Ser21/9)のリン酸化を認め、これと関連してphospho-β-catenin (Ser675)のリン酸化および核内移行を見出した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

先行研究において施行したcDNAマイクロアレイ解析の結果では、log2 ratioで2倍以上の発現上昇を示した遺伝子が806個あり、この中から研究対象となる有望な遺伝子を絞り込む段階で難航する事が予想された。しかし、発現上昇および腫瘍性格（現時点で運動能亢進）への影響を確認し得た因子としてCSF3を見出す事ができた。CSF3の作用機序はJAK/STAT経路が典型的であるが、本研究では非典型的ではあるもののGSK-3α/β-β-cateninのリン酸化制御を介した経路が関与する可能性が示唆された。

Strategy for Future Research Activity

β-cateninは転写促進因子であるため核内に移行して転写を制御する。Recombinant CSF3を作用させたHet-1Aでは活性型のβ-cateninの核内移行を確認できている。以上からrecombinant CSF3は何らかの遺伝子発現を介して運動能を亢進させている可能性が考えられるため、下流で発現上昇している遺伝子を特に運動能亢進という表現型に着目して絞り込む。さらには、食道上皮内腫瘍組織におけるCSF3やG-CSF receptorの発現を免疫組織化学で検討し、腫瘍組織におけるこれらの分子の発現の意義を確認する。

Causes of Carryover

「別冊BIO Clinica」誌より本研究課題に関する執筆依頼があり、掲載料が生じる。次年度の研究成果投稿料が当初予定より増額する見込みとなり、一部を次年度に繰り越すこととした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

「別冊BIO Clinica」誌の掲載料は一頁につき￥30,000であり、数頁の掲載を予定している。

Research Products

• [Journal Article] Local advanced rectal cancer perforation in the midst of preoperative chemoradiotherapy: A case report and literature review. (2017)
  • Author(s): Takase N, Yamashita K, Sumi Y, Hasegawa H, Yamamoto M, Kanaji S, Matsuda Y, Matsuda T, Oshikiri T, Nakamura T, Suzuki S, Koma YI, Komatsu M, Sasaki R, Kakeji Y.
  • Journal Title: World J Clin Cases Volume: 16 Pages: 18-23
  • DOI: doi: 10.12998/wjcc.v5.i1.18.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] NCAM- and FGF-2-mediated FGFR1 signaling in the tumor microenvironment of esophageal cancer regulates the survival and migration of tumor-associated macrophages and cancer cells. (2016)
  • Author(s): Takase N, Koma Y, Urakawa N, Nishio M, Arai N, Akiyama H, Shigeoka M, Kakeji Y, Yokozaki H.
  • Journal Title: Cancer Letters Volume: 380 Pages: 47-58
  • DOI: doi: 10.1016/j.canlet.2016.06.009.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Collaboration of cancer-associated fibroblasts and tumour-associated macrophages for neuroblastoma development. (2016)
  • Author(s): Hashimoto O, Yoshida M, Koma Y, Yanai T, Hasegawa D, Kosaka Y, Nishimura N, Yokozaki H.
  • Journal Title: Journal of Pathology Volume: 240 Pages: 211-223
  • DOI: doi: 10.1002/path.4769.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] M2-activated MΦs elongate in the ESCC tissues, consistent with the in vitro cell image analyses (2016)
  • Author(s): 西尾 真理、岡本 真生子、土井 雅之、東野 展英、小平 日実子、細野 雅義、高瀬 信尚、市原 有美、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] IL-8 derived from TAMs promotes cell migration and invasion of human Esophageal cancer cells (2016)
  • Author(s): 細野 雅義、岡本 真生子、土井 雅之、東野 展英、小平 日実子、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] Role of NCAM in cell survival and migration of TAMs in human esophageal squamous cell carcinoma (2016)
  • Author(s): 東野 展英、高瀬 信尚、岡本 真生子、土井 雅之、小平 日実子、細野 雅義、市原 有美、西尾 真理、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] Analysis of genes induced by the co-culture of esophageal cancer cells with tumor associated macrophages (2016)
  • Author(s): 小平 日実子、土井 雅之、岡本 真生子、東野 展英、細野 雅義、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] Roles of macrophages in early squamous cell carcinogenesis of the esophagus (2016)
  • Author(s): 狛 雄一朗、岡本 真生子、土井 雅之、東野 展英、小平 日実子、細野 雅義、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、横崎 宏
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] CCL2 derived from both tumor-associated macrophage and esophageal cancer promotes cell migration of cancer cells (2016)
  • Author(s): 岡本 真生子、土井 雅之、東野 展英、小平 日実子、細野 雅義、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] CCL3 derived from tumor-associated macrophage promotes cell migration of human esophageal squamous cell carcinoma (2016)
  • Author(s): 土井 雅之、岡本 真生子、東野 展英、小平 日実子、細野 雅義、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] 癌微小環境における腫瘍関連マクロファージ由来のIL-8はヒト食道扁平上皮癌の運動能および浸潤能を促進する (2016)
  • Author(s): 細野 雅義、土井 雅之、岡本 真生子、東野 展英、小平 日実子、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第36回日本分子腫瘍マーカー研究会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-05
• [Presentation] 癌微小環境における腫瘍関連マクロファージ由来のIL-8はヒト食道扁平上皮癌の運動能および浸潤能を促進する (2016)
  • Author(s): 細野 雅義、土井 雅之、岡本 真生子、東野 展英、小平 日実子、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏、掛地 吉弘
  • 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（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] マクロファージによるp38 MAPキナーゼおよびIL-6の活性化は食道癌の発癌初期段階を促進する (2016)
  • Author(s): 狛 雄一朗、岡本 真生子、土井 雅之、東野 展英、小平 日実子、細野 雅義、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、横崎 宏
  • Organizer: 第13回日本病理学会カンファレンス
  • Place of Presentation: 六甲山ホテル（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2016-07-29
• [Presentation] 食道扁平上皮癌組織でM2マクロファージは非癌部より伸長し、in vitro培養マクロファージ画像解析と合致する (2016)
  • Author(s): 西尾 真理、岡本 真生子、土井 雅之、東野 展英、小平 日実子、細野 雅義、高瀬 信尚、市原 有美、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第35回分子病理学研究会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学日吉キャンパス協生館（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-07-15
• [Presentation] ヒト食道扁平上皮癌微小環境におけるFGF-2-NCAM/FGFR1相互作用の役割 (2016)
  • Author(s): 高瀬 信尚、狛 雄一朗、荒井 慎明、小平 日実子、細野 雅義、市原 有美、西尾 真理、重岡 學、横崎 宏
  • Organizer: 第105回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-05-14
• [Presentation] 食道扁平上皮癌組織でM2マクロファージは非癌部より伸長し、in vitro培養マクロファージ画像解析と合致する (2016)
  • Author(s): 西尾 真理、荒井 慎明、小平 日実子、市原 有美、細野 雅義、高瀬 信尚、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第105回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-05-14
• [Presentation] 腫瘍関連マクロファージによるヒト食道扁平上皮癌進展機構の解明 (2016)
  • Author(s): 末宗 和樹、市原 有美、荒井 慎明、小平 日実子、細野 雅義、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第105回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-05-14
• [Presentation] ヒト食道扁平上皮癌の発現初期段階におけるマクロファージの機能解析 (2016)
  • Author(s): 狛 雄一朗、秋山 寛明、小平 日実子、細野 雅義、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、横崎 宏
  • Organizer: 第105回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-05-12
• [Presentation] 癌微小環境における腫瘍関連マクロファージ由来のIL-8はヒト食道扁平上皮癌の運動能および浸潤能を促進する (2016)
  • Author(s): 細野 雅義、荒井 慎明、小平 日実子、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、狛 雄一朗、横崎 宏
  • Organizer: 第105回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-05-12
• [Presentation] 腫瘍関連マクロファージから分泌されるCCL3はヒト食道扁平上皮癌の運動能を亢進させる (2016)
  • Author(s): 狛 雄一朗、荒井 慎明、小平 日実子、細野 雅義、市原 有美、高瀬 信尚、西尾 真理、重岡 學、横崎 宏
  • Organizer: 第105回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-05-12