Establishment of new target therapy depending on the origin of lung cancer stem cell

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09631
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 熊野 恵城 関西医科大学, 医学部, 准教授 (90396721)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 肺がん / がん幹細胞 / Bmi1 / Notch

Outline of Annual Research Achievements

Bmi1については放射線による肺障害モデルにおいて、I型肺胞上皮およびII型肺胞上皮の両方が再生されることがわかり、Bmi1陽性細胞は肺胞領域の幹前駆細胞であることがわかった。Bmi1はSPC陽性のII型肺胞上皮細胞の一部に発現していることを確認した。これによりfacultative stem cellとして機能するAT2細胞においてBmi1が幹細胞マーカーとして働く可能性があると考えられるが、その機能的役割と幹細胞活性を付与する分子メカニズムについて検討するため以下の検討を行った。
Notchレポーターマウス(TP1-YFPマウス)を用いた予備的な検討によりfacultative stem cellにおけるNotchシグナルの活性化を確認した。facultative stem cellであるBmi1陽性細胞においてNotchシグナルの抑制(Bmi1-CreERT2/GCOC/RBPJflox/flox)によるfacultative stem cellの挙動を観察した。その結果放射線照射などの障害を与えることなく、Bmi1陽性細胞からAT1細胞へのspontaneousな分化が観察された。このことはNotchシグナルがfacultative stem cellであるAT2細胞の分化を抑制していると考えられる。
Bmi1-CreERT2/Loxp-STOP-Loxp(LSL)　KrasG12Dを作製することにより幹細胞マーカーを発現する細胞にTM誘導によりKras変異を発現させたところ、１つの幹細胞からclonalに腫瘍化が起こることを確認した。このfacultative stem cellからのがん化においても上記と同様にNotchシグナルを抑制することで、初期のがん化過程には影響がないが、１２ｗ以降でがん化が抑制されることがわかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

facultative stem cellであるBmi1陽性細胞の分化抑制のメカニズムを同定できた。

Strategy for Future Research Activity

今後はBmi1flox/floxマウスを用いてfacultative stem cellにおけるBmi1の機能的な役割について検討する。

Research Products

• [Journal Article] Intestinal stem cells contribute to the maturation of the neonatal small intestine and colon independently of digestive activity. (2017)
  • Author(s): Yanai H, Atsumi N, Tanaka T, Nakamura N, Komai Y, Omachi T, Tanaka K, Ishigaki K, Saiga K, Ohsugi H, Tokuyama Y, Imahashi Y, Ohe S, Hisha H, Yoshida N, Kumano K, Kon M, Ueno H.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Pages: 9891-9901
  • DOI: 10.1038/s41598-017-09927-2.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Intestinal cancer stem cells marked by Bmi1 or Lgr5 expression contribute to tumor propagation via clonal expansion. (2017)
  • Author(s): Yanai H, Atsumi N, Tanaka T, Nakamura N, Komai Y, Omachi T, Tanaka K, Ishigaki K, Saiga K, Ohsugi H, Tokuyama Y, Imahashi Y, Ohe S, Hisha H, Yoshida N, Kumano K, Kon M, Ueno H.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Pages: 41838-41848
  • DOI: 10.1038/srep41838.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research