Analysis of defined factor of de-differentiation of colon cancer stem cells

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K16573
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 高橋 あかり 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (80457697)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 大腸がん / がん幹細胞 / エピジェネティクス / メチル化

Outline of Annual Research Achievements

本研究において、ヒト大腸がん株 SW480, HCT15, HT29細胞から side population (SP) 細胞を分離した。SP細胞は、免疫不全マウスにおいて高い造腫瘍能を示し、SP細胞はがん幹細胞が濃縮されていた。さらに、SP細胞およびmain population (MP)細胞からクローン細胞を樹立し、安定的ながん幹細胞および非がん幹細胞株とした。我々が樹立した安定したがん幹細胞株 SP クローン細胞および非がん幹細胞株 MP クローン細胞を用いて、大腸癌の可塑性について検討を進めた。我々は最近研究において、ストレス環境下において、がん幹細胞を可塑性に誘導する事を見出した(Kusumoto et al., Cancer Sci 2018)。そこで、大腸癌の可塑性においても、ストレス応答分子が関わっている可能性を考え、ストレス応答分子を網羅的に検索した。その結果、大腸癌幹細胞（SPクローン細胞）には、ストレス応答分子の中でも熱ショックタンパク 90 (HSP90)分子発現が高い事を見出した。さらに、HSP90リコンビナントタンパクをMP細胞に添加する事により、SP細胞様に変化する事を見出した。本研究結果は、大腸癌幹細胞には HSP90 分子が過剰発現しており、大腸癌幹細胞に発現するHSP90 分子が大腸癌可塑性に関わる事を示唆する。しかしながら、HSP90分子がどのように細胞外に分泌されるか、HSP90分子がどのように可塑性に関わるかさらなる疑問点が多く、今後の検討課題とする。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究では、大腸癌の可塑性を制御する分子メカニズム解明を目的としている。ゲノムメチル化による制御される分子を想定し、cDNAマイクロアレイ法を施行したが、有力な候補分子選定には至らなかった。しかしながら、ストレス応答によりがん幹細胞が誘導される可能性を考え、ストレス応答分子を網羅的に検索する事により、がん幹細胞を誘導する可能性がある有力なストレス応答分子候補を選出した。今後、ストレス応答分子がどのように大腸癌可塑性に関わるか分子メカニズムについてさらに検討を進める。

Strategy for Future Research Activity

本研究において、有力な大腸癌可塑性制御分子 HSP90 を同定した。HSP90タンパクを非がん幹細胞に添加する事により、可塑性を発揮する可能性を見出した。本年度において、HSP90 分子の受容体候補の選定および、受容体からのシグナル伝達について検討を進める。
特に受容体については、候補分子が未定であるため、HSP90タンパクを添加する事により、どのようなシグナルが活性化し、遺伝子発現パターンが変化するか、ウエスタンブロット法および、cDNAマイクロアレイ法を用いて検索する。シグナル伝達経路から、受容体候補分子を絞り込めるか検討を進める。