Elucidation of the role of CD133 in hypoxia triggered epithelial-mesenchymal transition

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K10623
• Research Institution: National Center for Global Health and Medicine
• Principal Investigator: 大谷 研介 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 大腸肛門外科, 常勤医師 (20757497)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野澤 宏彰 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (80529173) ; 川合 一茂 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80571942) ; 畑 啓介 東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (60526755) ; 渡邉 聡明 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (80210920) [Withdrawn] ; 石原 聡一郎 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (00376443)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 上皮間葉転換 / CD133 / hypoxia / integrin

Outline of Annual Research Achievements

癌の浸潤や転移の過程において上皮間葉転換(EMT)の関与が近年注目されている。固形癌の中心部は酸素分圧が低い低酸素状態（hypoxia）にあることが知られるが、我々は特に大腸癌細胞に着目し、このhypoxiaが大腸癌細胞のEMT形質獲得の１つのtriggerとなることをこれまで見いだし報告してきた。一方CD133は大腸癌における癌幹細胞マーカーの１つの候補とされるがその意義については未だ不明な点が多い。低酸素状態においてCD133(+)細胞がEMT様の形態変化を来すのに対しCD133(-)細胞では変化を認めなかったことから、CD133がhypoxiaにおける癌のEMTに関与し、その結果癌の浸潤や転移に促進的に働いているのではないかという仮説に至った。本研究はhypoxiaをtriggerとするEMTにおけるCD133の役割の解明を目的とする。

まずIn vitroでの検討を行った。ヒト大腸癌細胞株を磁器細胞分離法（MACS)を用いてCD133(+)及び(-)細胞に分離した。これを低酸素環境下で培養し細胞増殖能、およびEMT関連蛋白の発現をFlow-cytometryを用いて評価した。またE-cadherinやVimentin等のEMT関連蛋白を定量することにより、低酸素環境下にてCD133(+)細胞で特に強いEMTが誘導されること、また正常酸素環境に戻した際に、急速に間葉系の形質から上皮系の形質へと戻ることが確認された。さらに癌の転移形成に大きな役割を果たすIntegrin蛋白についてもCD133(+)細胞と(-)細胞で大きくその発現が異なることが分かった。またこれに伴い低酸素下では
CD133(+)細胞では(-)細胞と比べ遊走能が大きく亢進していることも確認された。
さらに臨床検体を用いCD133の発現を検討、原発巣に比べ肝転移巣ではCD133の発現する細胞の割合が高くなっていること、逆に腹膜播種巣では低くなっていることを見いだした。
現在これらの結果の論文化を行っている。