食道癌における容積感受性チャネル蛋白LRRC8Aの機能解析と低浸透圧療法への応用

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08628
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 原田 恭一 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80804822)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大辻 英吾 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20244600) ; 塩崎 敦 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40568086)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 食道外科学 / イオンチャネル / 低浸透圧

Outline of Annual Research Achievements

食道癌組織における容積感受性チャネル蛋白LRRC8Aの発現レベルを解析したところ。LRRC8A高発現群では低発現群に比べ有意に予後不良であった。次に、種々の食道癌細胞株からLRRC8A発現の高いTE15、KYSE170に対してLRRC8A siRNAを導入したところ、細胞増殖能、遊走・浸潤能が低下しアポトーシスが惹起された。Microarray解析では食道扁平上皮癌細胞株に対するLRRC8Aのノックダウンにより、G1/S checkpoint regulationに関与するp21やp27、E2F7や細胞接着に関与するMMPやIntegrinなどを含む多くの遺伝子発現を促進/抑制していた。これらの研究成果は英文論文にまとめて発表した(Am J Pathol. 2019)。
また、上部消化管癌細胞株にLRRC8A siRNAをトランスフェクションし、低浸透圧刺激に対する反応性の解析を行った。LRRC8Aのノックダウンにより、調節性容積減少(RVD)が抑制され、低浸透圧による殺細胞効果が増強されることが確認された。更に、上部消化管癌細胞株を用い、温度変化がLRRC8AやAQP5の発現変化を介してRVDを制御する細胞容積調節機構を解明した。これらの研究成果は英文論文にまとめて発表した(Int J Oncol. 2019)。現在、胃癌におけるLRRC8Aの発現機能解析、マウス播種転移モデルを用いたin vivoにおけるLRRC8A発現レベルによる低浸透圧細胞破壊療の反応性変化の解析を進めている。
一方で、食道癌・胃癌におけるANO9 (Ann Surg Oncol. 2020)、TRPV2 (Sci Rep. 2019)、Sodium iodide symporter (Gastric Cancer. 2019)などのイオン輸送体の発現機能解析・臨床病理学的意義を解明した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の研究計画のうち、ヒト食道癌組織における容積感受性チャネル蛋白LRRC8Aの発現解析、癌細胞におけるLRRC8Aを介する細胞周期・アポトーシス・細胞浸潤制御機構の解明、上部消化管癌細胞株の温度刺激によるLRRC8A 発現変化・低浸透圧刺激に対する反応性の解析などの基礎実験は、ほぼ終了している。また、上部消化管癌における種々のイオン輸送体・pH制御因子の機能解析も進展しており、研究成果は既に国内外の学会で発表し、英文雑誌にも投稿・掲載されている。現在、胃癌組織におけるLRRC8A発現意義の検証と、胃癌細胞株を用いた細胞周期・ アポトーシス・細胞浸潤制御機構の解析、マウス播種転移モデルを用いたLRRC8A 発現レベルによる低浸透圧細胞破壊療の反応性解析も進行しており、研究目的・研究計画はおおむね順調に進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

次年度以降は、食道癌解析で得られたLRRC8Aの予後因子としての意義、細胞機能制御機構の存在を他の消化器癌においても検証するため、胃癌組織におけるLRRC8A発現解析、胃癌細胞株を用いた細胞周期・ アポトーシス・細胞浸潤制御機構解析を行う。LRRC8A siRNAをトランスフェクションした胃癌細胞株の遺伝子発現変化をMicroarrayで網羅的に解析する。更に、上部消化管癌のマウス胸膜・腹膜播種転移モデルを用い、in vivoにおけるLRRC8A 発現レベルによる低浸透圧細胞破壊療法反応性、温度が及ばす影響について検討する予定である。

Research Products

• [Journal Article] ANO9 Regulated Cell Cycle in Human Esophageal Squamous Cell Carcinoma. (2020)
  • Author(s): Katsurahara K, Shiozaki A, Kosuga T, Kudou M, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, Marunaka Y, Otsuji E.
  • Journal Title: Ann Surg Oncol. Volume: ー Pages: ー
  • DOI: 10.1245/s10434-020-08368-y.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 5-ALA-assistant automated detection of lymph node metastasis in gastric cancer patients. (2020)
  • Author(s): Matsumoto T, Murayama Y, Matsuo H, Okochi K, Koshiishi N, Harada Y, Tanaka H, Takamatsu T, Otsuji E.
  • Journal Title: Gastric Cancer. Volume: ー Pages: ー
  • DOI: 10.1007/s10120-020-01044-w.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Case of a 5mm Rectal Neuroendocrine Tumor(G1)with Lymph Node Metastasis. (2020)
  • Author(s): Takemoto K, Harada K, Toma A, Imura T, Ochiai T, Otsuji E.
  • Journal Title: Gan To Kagaku Ryoho. Volume: 47 Pages: 652-654
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The expression and role of TRPV2 in esophageal squamous cell carcinoma. (2019)
  • Author(s): Kudou M, Shiozaki A, Yamazato Y, Katsurahara K, Kosuga T, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, Marunaka Y, Otsuji E.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 9 Pages: 16055
  • DOI: 10.1038/s41598-019-52227-0.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of low temperature on the regulation of cell volume after hypotonic shock in gastric cancer cells. (2019)
  • Author(s): Shiozaki A, Yamazato Y, Kosuga T, Kudou M, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Marunaka Y, Otsuji E.
  • Journal Title: Int J Oncol. Volume: 55 Pages: 905-914
  • DOI: 10.3892/ijo.2019.4853.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LRRC8A Expression Influences Growth of Esophageal Squamous Cell Carcinoma. (2019)
  • Author(s): Konishi T, Shiozaki A, Kosuga T, Kudou M, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, Marunaka Y, Otsuji E.
  • Journal Title: Am J Pathol. Volume: 189 Pages: 1973-1985
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2019.06.006.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional analysis and clinical significance of sodium iodide symporter expression in gastric cancer. (2019)
  • Author(s): Shiozaki A, Ariyoshi Y, Iitaka D, Kosuga T, Shimizu H, Kudou M, Konishi T, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, Marunaka Y, Ichikawa D, Otsuji E.
  • Journal Title: Gastric Cancer. Volume: 22 Pages: 473-485
  • DOI: 10.1007/s10120-018-0874-2.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deep-UV excitation fluorescence microscopy for detection of lymph node metastasis using deep neural network. (2019)
  • Author(s): Matsumoto T, Niioka H, Kumamoto Y, Sato J, Inamori O, Nakao R, Harada Y, Konishi E, Otsuji E, Tanaka H, Miyake J, Takamatsu T.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 9 Pages: 16912
  • DOI: 10.1038/s41598-019-53405-w.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 食道扁平上皮癌におけるTRPV2発現の臨床病理学的意義についての検討 (2019)
  • Author(s): 加藤俊治、塩﨑敦、山里有三、小菅敏幸、小西博貴、窪田健、藤原斉、岡本和真、岸本光夫、森村玲、生駒久視、村山康利、栗生宜明、中西正芳、大辻英吾．
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 膵癌幹細胞における4-aminopyridineの抗腫瘍効果について (2019)
  • Author(s): 小西智規、塩﨑敦、小菅敏幸、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾．
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 食道癌におけるLeucine-Rich Repeat-Containing protein 8A（LRRC8A）発現と機能解析 (2019)
  • Author(s): 倉島研人、塩﨑敦、小菅敏幸、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾．
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 食道扁平上皮癌におけるAno9発現の意義 (2019)
  • Author(s): 葛原啓太、塩﨑敦、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小菅敏幸、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾．
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] ヒト食道扁平上皮癌におけるNa+/K+-ATPase発現と役割 (2019)
  • Author(s): 小林利行、塩﨑敦、工藤道弘、小菅敏幸、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、小松周平、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、岸本光夫、小西英一、大辻英吾．
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 食道扁平上皮癌におけるCLC-2（Chloride Channel protein 2）発現の意義 (2019)
  • Author(s): 満田雅人、塩﨑敦、小菅敏幸、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、岸本光夫、大辻英吾．
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 食道扁平上皮癌におけるCFTR（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator）の発現の意義 (2019)
  • Author(s): 松本順久、塩﨑敦、工藤道弘、小菅敏幸、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、岸本光夫、大辻英吾．
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 胃癌細胞の低浸透圧処理後容積変化における低温刺激の影響 (2019)
  • Author(s): 中村慶、塩﨑敦、小菅敏幸、山里有三、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾.
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 低浸透圧による細胞容積制御を介した胃癌細胞へのパクリタキセル取り込み増強効果 (2019)
  • Author(s): 小菅敏幸、塩﨑敦、工藤道弘、飯高大介、小林利行、竹本健一、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、岡本和真、藤原斉、小松周平、市川大輔、大辻英吾.
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] High CD44 gastric cancer stem cells are suppressed by voltage gated Ca2+ channel blocker. (2019)
  • Author(s): Keita Katsurahara, Atsushi Shiozaki, Michihiro Kudou, Katsutoshi Shoda, Tomohiro Arita, Toshiyuki Kosuga, Hirotaka Konishi, Ryo Morimura, Yasutoshi Murayama, Takeshi Kubota, Masayoshi Nakanishi, Hitoshi Fujiwara, Eigo Otsuji.
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] The development of novel targeted therapies to over-expressed ion transporters in esophageal cancer stem cells. (2019)
  • Author(s): Yoshihisa Matsumoto, Michihiro Kudou, Atsushi Shiozaki, Toshiyuki Kosuga, Ryo Morimura , Yasutoshi Murayama, Yoshiaki Kuriu , Hisashi Ikoma, Takeshi Kubota, Masayoshi Nakanishi, Hitoshi Fujiwara, Kazuma Okamoto, Eigo Otsuji.
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 胃癌におけるヨウ化ナトリウム共輸送体のIFNシグナルを介する腫瘍制御機構の解明 (2019)
  • Author(s): 塩﨑敦、有吉要輔、小菅敏幸、工藤道弘、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾．
  • Organizer: 第57回日本癌治療学会学術集会