Traetment strategy by the analysis of minimal cancer cells in upper gastrointestinal tract

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04285
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 夏越 祥次 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (70237577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 健 鹿児島大学, 医歯学域附属病院, 助教 (00418849) ; 盛 真一郎 鹿児島大学, 医歯学域附属病院, 助教 (00620519) ; 新田 吉陽 鹿児島大学, 附属病院, 医員 (20725733) ; 前村 公成 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 准教授 (30398292) ; 内門 泰斗 鹿児島大学, 附属病院, 特例准教授 (30464465) ; 喜多 芳昭 鹿児島大学, 医歯学域附属病院, 助教 (30570692) ; 有上 貴明 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任准教授 (40527058) ; 貴島 孝 鹿児島大学, 附属病院, 医員 (50791555) ; 喜島 祐子 鹿児島大学, 医歯学域附属病院, 講師 (60381175) ; 上之園 芳一 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (60398279)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 上部消化器癌 / 微量癌細胞 / EMT / MET / E-cadherin / N-cadherin / Snail

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，胃癌の原発巣と転移リンパ節での上皮間葉転換(Epitehlial Messenchymal Transition:EMT)と間葉上皮転換 (Mesenchymal-Epithelial transition：MET)について解析し，リンパ節転移との関連および臨床病理学的な意義を検討した．
胃切除術とリンパ節郭清が施行された196例中，リンパ節転移を認めた89例を対象とした．全例の原発巣とすべての転移リンパ節511個のE-cadherin，N-cadherin，およびEMT誘導因子Snailの発現を免疫染色により評価した．
原発巣でE-cadherinの発現低下例では，有意に転移個数が多くみられた(P=0.027)．また，転移リンパ節でのE-cadherin発現低下例では，有意にリンパ節転移個数が多かった(P=0.003)．転移リンパ節のN-cadherin発現の高い症例は，転移個数が多く(P=0.004)，脈管侵襲の陽性率が有意に高く，Stageも相関していた(P=0.015)．原発巣，転移リンパ節ともにN-cadherinの発現は，高発現例で有意に予後不良であった．Snailのリンパ節転移巣で発現は，低発現例で転移リンパ節個数は多く(P=0.002)，Stageも進行していた (P=0.048)．転移リンパ節個数の多い症例では，Snail発現が原発巣で高く，転移リンパ節では低下していた(Snail switch)．Snail switchは19例(21.3%)で認められ，リンパ節転移が多く(P=0.0009)，Stageも進行しており(P=0.038)，有意に予後不良であった(P=0.0002)．本研究の結果から，リンパ節での転移形成と新たなリンパ節転移の過程で，癌細胞のEMTおよびMETが組織学的に起こっている事象が確認できた．

Current Status of Research Progress

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

Reason

今年度は原発巣とリンパ節巣の上皮間葉転換(Epitehlial Messenchymal Transition:EMT)と間葉上皮転換 (Mesenchymal-Epithelial transition：MET)について，胃癌の原発巣とリンパ節転移巣について解析した．胃癌のEMTに関する研究の多くは原発巣のみで検討されており，悪性度や臨床病理学的因子との関連について報告されている．一方，リンパ節転移巣でのEMTに関する報告は少ないため，臨床病理学的な意義は不明である．リンパ節転移巣でのEMTの発現状況を解析することは，リンパ節への癌細胞の着床から転移巣形成のメカニズムの解明に有用であり，延いては，手術で郭清されたリンパ節より更に遠位の非郭清リンパ節への転移予測につながる可能性がある．今回の検討では，転移個数が多い症例に，リンパ節転移巣でのE-cadherin発現の低下，N-cadherin発現の上昇がみられたことから，リンパ節転移巣でも原発巣と同様にEMTが発生し，予後に影響している可能性が示唆された．
Snailの発現が原発巣で上昇し，リンパ節転移巣で低下しているSnail switchの状態にある症例では，リンパ節転移個数が多く，予後不良であることが確認された．この現象は転移巣で癌細胞が接着するMETの過程で発現が低下し，転移を形成するプロセスに関わっている可能性を明らかにすることができた．

Strategy for Future Research Activity

昨年度と同様な研究方向で進めていく予定である．
微量癌細胞の分子標的治療への応用：胃癌症例でCellSearch Systemを用い，微量癌細胞の遺伝子発現をみることにより治療への応用について検討中である． Her2/neuの発現は確かめられており，症例を集積中であり，再発や予後との関係を解析中である．さらに原発巣と血中遊離癌細胞での発現の差異を解析する．
オルガノイドを用いた研究：予備実験として，すでにKi67やp53の発現を調べることにより，オルガノイドを用いた評価が可能であることは検証済である．さらに生検組織標本から作成したオルガノイドを用い，分子マーカー（EGFRやHer2/neu，EMT, cancer stem cellなど）の発現を調べ，臨床応用の可能性について検討中である．
化学療法あるいは化学放射線治療耐性の微量癌細胞の特性について：化学療法や化学放射線治療施行後の切除標本（原発巣，転移リンパ節巣）で残存微量癌細胞の特性を検討中である．

Research Products

• [Journal Article] Neoadjuvant chemoradiotherapy with docetaxel, cisplatin, and 5-fluorouracil (DCF-RT) for locally advanced esophageal squamous cell carcinoma. (2019)
  • Author(s): Sasaki K, Uchikado Y, Omoto I, Arigami T, Osako Y, Noda M, Okumura H, Maemura K, Higashi R, Yoshiura T, Natsugoe S.
  • Journal Title: Cancer Chemother Pharmacol. Volume: 83 Pages: 581-587
  • DOI: 10.1007/s00280-018-03764-4.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Quantitative assessment of fluorescence intensity of ICG in sentinel nodes in early gastric cancer. (2018)
  • Author(s): Okubo K, Uenosono Y, Arigami T, Matsushita D, Yanagita S, Kijima T, Amatatsu M, Ishigami S, Maemura K, Natsugoe S.
  • Journal Title: Gastric Cancer Volume: 21 Pages: 776-781
  • DOI: 10.1007/s10120-018-0816-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of SOX9 Is Related to Prognosis in Patients with Oesophageal Squamous Cell Carcinoma. (2018)
  • Author(s): Higo N, Okumura H, Uchikado Y, Omoto I, Sasaki K, Kita Y, Ryosuke D, Noda M, Owaki T, Ishigami S, Natsugoe S.
  • Journal Title: In Vivo Volume: 32 Pages: 835-838
  • DOI: 10.21873/invivo.11316.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Three-Dimensional Organoids Reveal Therapy Resistance of Esophageal and Oropharyngeal Squamous Cell Carcinoma Cells. (2018)
  • Author(s): Kijima T, Nakagawa H, Shimonosono M, Chandramouleeswaran PM, Hara T, Sahu V, Kasagi Y, Kikuchi O, Tanaka K, Giroux V, Muir AB, Whelan KA, Ohashi S, Naganuma S, Klein-Szanto AJ, Shinden Y, Sasaki K, Omoto I, Kita Y, Muto M, Bass AJ, Diehl JA, Ginsberg GG, Doki Y, Rustgi AK, Natsugoe S.
  • Journal Title: Cell Mol Gastroenterol Hepatol. Volume: 7 Pages: 73-91
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01500-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Correlation Between Biomarker Candidate Proteins with the Effect of Neoadjuvant Chemoradiation Therapy on Esophageal Squamous Cell Carcinoma. (2018)
  • Author(s): Noda M, Okumura H, Uchikado Y, Omoto I, Sasaki K, Kita Y, Mori S, Owaki T, Arigami T, Uenosono Y, Nakajo A, Kijima Y, Ishigami S, Maemura K, Natsugoe S.
  • Journal Title: Ann Surg Oncol Volume: 25 Pages: 449-455
  • DOI: 10.1245/s10434-017-6271-y.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Surgical parts in the 15th Edition of Japanese Classification of Gastric Carcinoma. (2018)
  • Author(s): 夏越祥次
  • Organizer: 日本胃癌学会
  • Invited
• [Presentation] Feasibility of Docetaxel, Cisplatin, and 5-Fluorouracil (DCF) versus Radiotherapy with DCF (DCF-RT) as Preoperative Therapy for Locally Advanced Esophageal Cancer (2018)
  • Author(s): Natsugoe S, Sasaki K, Uchikado Y, Okumura H, Omoto I, Osako Y, Owaki T
  • Organizer: The International Society for Diseases of the Esophagus
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] From basic research to clinical application of sentinel node concept in gastric cancer. (2018)
  • Author(s): Natsugoe S, Arigami T, Uenosono Y, Yanagita S
  • Organizer: International Sentinel Node Society Biennial Meeting.
  • Int'l Joint Research