口腔がん微小環境内のがん幹細胞と腫瘍関連マクロファージの機能解析と新たな治療戦略

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11854
• Research Institution: The Nippon Dental University
• Principal Investigator: 里見 貴史 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (70276921)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 通秀 東京医科大学, 医学部, 講師 (00421066) ; 古賀 陽子 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (10392408) ; 近津 大地 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (30343122) ; 渡辺 正人 東京医科大学, 医学部, 兼任准教授 (40349460) ; 長谷川 温 東京医科大学, 医学部, 講師 (50424619) ; 長尾 俊孝 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (90276709)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 口腔癌 / がん幹細胞 / 腫瘍関連マクロファージ

Outline of Annual Research Achievements

腫瘍組織再現能をもち、抗癌剤や放射線への抵抗性を有し、再発・転移の最大原因と考えられているがん幹細胞(Cancer stem cell: CSC)に注目した新たな口腔癌に対する治療法の開発を目指した研究である。
本研究は、口腔癌微小環境内におけるCSCとCSCを静止期から増殖期に移行させる重要な鍵を握ると思われる腫瘍関連マクロファージ(Tumor associated macrophage: TAM)との相互作用を解析する。さらに、CSCにおけるPI3K/Akt/mTOR経路とTAMにおける活性経路の双方からアプローチし、治療抵抗性を示す口腔癌に対する新たな治療法の開発を目指している。
令和元年度からの研究は、In vivoで、マウス由来の扁平上皮癌株（SCCⅦ）をC3Hマウスの口腔内(舌、歯肉)もしくは咬筋内に移植して作製した口腔癌浸潤モデルマウスを用いて,口腔癌微小環境内におけるCSCとCSCを静止期から増殖期に移行させる重要な鍵を握ると思われるTAMとの相互作用を解析している。TAMが口腔癌微小環境内におけるCSCとCSCを静止期から増殖期に移行させる重要な液性因子を産出しており、この液性因子阻害薬（CSF-1R阻害剤：PLX3397)）を用いて口腔癌マウスの治療効果を検討した。CSF-1R阻害剤：PLX3397は、他の実験群に比較して明らかに抗腫瘍効果に優れ、生存率も向上していた。令和３年度は令和２年度から続く新型コロナウイルス感染（講座スタッフや大学院生が陽性者や濃厚接触者）の影響で、研究結果の解析に大幅な遅延が生じた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

令和３年度は令和２年度から継続して、In vivoで、マウス由来の扁平上皮癌株（SCCⅦ）を2×107/mlに調整し、C3Hマウスの口腔内(舌、歯肉)もしくは咬筋内に50μl注入し、口腔癌浸潤モデルマウスの作製に成功し、CSCに対する治療として、CSF-1/CSF-1Rシグナルをターゲットに、CSF-1R阻害剤(PLX3397)を用いてTAM活性を抑制した効果とPI3K/Akt/mTOR経路をmTOR阻害剤(Rapamycin)で直接抑制した効果について比較検討を行った。講座内の新型コロナウイルス感染の影響（講座スタッフや大学院生が陽性者や濃厚接触者）で実験中断が度重なったことが研究遅延の主な理由である。現在、全てのデータを解析中である。

Strategy for Future Research Activity

令和３年度の研究の推進方策と同様である。口腔癌浸潤モデルマウスを作製し、CSCに対する治療として、CSF-1/CSF-1Rシグナルをターゲットに、CSF-1R阻害剤(PLX3397)を用いてTAM活性を抑制した効果とPI3K/Akt/mTOR経路をmTOR阻害剤(Rapamycin)で直接抑制した効果について比較検討する。実験は、マウス由来の扁平上皮癌株（SCCⅦ）の口腔癌浸潤モデルマウスと口腔癌リンパ節転移モデルマウスをそれぞれコントロール群、CSF-1R阻害剤投与群、mTOR阻害剤投与群の３群、計６群に分類して、抗腫瘍効果、リンパ節転移抑制効果、CSC activation抑制効果と予後について比較検討を行う。また、CSF-1R阻害剤(PLX3397)、mTOR阻害剤によるTAM発現の解析については、F4/80およびCD163,CD204,CSF-1Rの発現を免疫組織化学染色法およびin situ hybridization法を用いて行う。mTOR阻害剤投与群、CSF-1R阻害剤投与群、コントロール群の３群でTAM局在や発現強度について比較検討する。また、腫瘍微小環境内におけるNF-κB,CSF-1,TNF,IL-6,CD44,CD133の発現について免疫組織化学染色法およびin situ hybridization法を用いて評価する。

Causes of Carryover

令和３年度も令和２年度同様、新型コロナウイルス感染拡大の影響で動物実験が大幅に遅延した。講座スタッフや大学院生に陽性者や濃厚接触者が現れたため、動物実験は、ほとんど前年から計画通りに進まなかったため、研究期間の再々延長を申請した。本来、令和３年度（研究計画の最終年度）に計上していた in vivo実験における実験動物の購入費用や免疫組織化学染色における試薬（抗体等）およびin situ hybridization法にかかる費用等を繰り越して使用する。