膵癌腹膜播種形成を導く細胞クリアランスと腹膜中皮の新たな役割ー防御から促進へー

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10701
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 井上 重隆 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (00529802)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 進藤 幸治 九州大学, 大学病院, 助教 (00788432) ; 佐田 政史 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (10783508) ; 宮坂 義浩 九州大学, 大学病院, 助教 (40507795) ; 三好 圭 九州大学, 大学病院, 助教 (70755272)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 膵癌 / 播種 / 腹膜中皮細胞 / leading cell / spheroid / clearance

Outline of Annual Research Achievements

3Dモデルや膵癌自然発生マウスモデルを用いて、膵癌細胞と腹膜中皮細胞との相互作用を含めた腹膜播種解析モデルにおける膵癌細胞の浸潤過程の検討を行い、播種を導くleading cellを同定し、その役割を検討する。また、膵癌細胞のSpheroid形成依存性のmesothelial clearance に対する許容度を検討する。癌細胞以外の微小環境に存在する細胞に着目して浸潤・転移を検討していくのが今回の研究の計画である。
まず、当科で多数樹立している膵星細胞を使用して癌細胞と間質細胞との相互作用の検討を行った。転移・播種に関わる間質細胞の役割を明らかにするために、コラーゲンゲルを用いた三次元共培養モデルにおいて、単独群と比較して膵癌細胞と膵星細胞を共培養した群において浸潤細胞数は有意に増加し、癌細胞の浸潤を先導する形式での膵星細胞浸潤がみられた。膵星細胞浸潤部のコラーゲンゲルの線維方向が、細胞の浸潤方向に沿って有意に変化しており、基質リモデリングが癌の浸潤を促進していると考えられた。その基質リモデリングに関与する因子として、Endo180を同定した。上記内容を論文として報告した。さらに、3Dモデルよりも実際の組織を模倣しているオルガノイドを用いて実験を行った。ヒト膵癌オルガノイドを樹立し膵星細胞と共培養すると、オルガノイドは基底膜・腺管構造を失い浸潤能が上昇した。このモデルにおいて、膵星細胞による直接の接触が膵癌の基底膜破壊・間質浸潤を誘導することを見出し、この現象が膵星細胞上のMT1MMPに結合するMMP2を介することを報告した。上記内容を学会で発表し、論文執筆中である。
また、微小環境でのその他の細胞としてリンパ管内皮細胞を用いて、Spheroid形成依存性のclearanceを検討し、VEGFCがその一因であることを見出し、学会で発表した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

膵星細胞やリンパ管内皮細胞を用いて、癌細胞との相互作用で転移・浸潤を促す因子などを検討することが出来ているが、実際の腹膜中皮細胞での実験は現在進めているところである。実験方法や手技は確立されているため、腹膜中皮細胞でも同様の実験を行えば成果を見込めると思われる。

Strategy for Future Research Activity

腹膜中皮細胞を用いて、膵癌細胞によって誘導される形質変化の解析とphenotypingを行い、癌細胞浸潤を導くleading cell として機能する細胞同定とそのleading 機序解明を行う。さらには、mesothelial clearance の許容度が高い腹膜中皮細胞集団の同定とその機序の解明し、特定の腹膜中皮細胞を標的とした播種形成制御法の確立を行っていく。

Causes of Carryover

研究計画はやや遅れており、膵星細胞やリンパ管内皮細胞を用いて、癌細胞との相互作用で転移・浸潤を促す因子などを検討することが出来ているが、実際の腹膜中皮細胞での実験がまだ進んでないため。
次年度は研究用試薬、器材、抗体などの消耗品に使用する予定。

Research Products

• [Journal Article] Pancreatic stellate cells reorganize matrix components and lead pancreatic cancer invasion via the function of Endo180 (2018)
  • Author(s): Koikawa K, Ohuchida K, Takesue S, Ando Y, Kibe S, Nakayama H, Endo S, Abe T, Okumura T, Horioka K, Sada M, Iwamoto C, Moriyama T, Nakata K, Miyasaka Y, Ohuchida R, Manabe T, Ohtsuka T, Nagai E, Mizumoto K, Hashizume M, Nakamura M.
  • Journal Title: Cancer Letters Volume: 412 Pages: 143～154
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2017.10.010
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 膵星細胞が誘導する新たな膵癌局所微小浸潤機序の解明 (2017)
  • Author(s): 肥川和寛、大内田研宙、森山大樹、仲田興平、宮坂義浩、真鍋達也、大塚隆生、永井英司、水元一博、中村雅史
  • Organizer: 第25回日本消化器関連学会週間 第15回日本消化器外科学会大会
• [Presentation] Pancreatic organoids elucidate the new mechanisms of pancreatic cancer local invasion (2017)
  • Author(s): K Koikawa, K Ohuchida, Y Ando, S Kibe, H Nakayama, S Takesue, Z Yan, T Abe, T Okumura, C Iwamoto, T Moriyama, K Nakata, Y Miyasaka, Y Okabe, T Ohtuka, K Mizumoto, M Nakamura
  • Organizer: The 48th Annual Meeting of The American Pancreatic Association
  • Int'l Joint Research