胃癌幹細胞特異的に発現するイオンチャネルの解析と新規分子標的治療法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08689
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 伊藤 博士 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (20732481)
• 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: 胃十二指腸外科学 / 癌幹細胞 / イオンチャネル

Outline of Annual Research Achievements

令和1年度は、ヒト胃癌細胞株MKN74を蛍光標識したCD44で処理し、CD44高発現細胞をsorting後、sphere形成能を有する細胞のみを分離し、癌幹細胞を培養。MKN74由来癌幹細胞株が親株に比して、CDDPに対する耐性を有することを確認。MKN74由来癌幹細胞株と親株での遺伝子発現をmicroarrayを用いた網羅的解析により比較検討したところ種々の電位依存性カルシウムチャネルが癌幹細胞において高発現していることを確認した。このうち特にCACNA2D1、CACNB4の発現上昇に着目し研究を進めた。RT-PCRでCACNA2D1、CACNB4のmRNAレベルがMKN74由来癌幹細胞株で著明に上昇していることを確認。CACNA2D1の阻害薬であるAmlodipine、CACNB4の阻害薬であるVerapamilをMKN74由来癌幹細胞株と親株に各々投与すると、癌幹細胞株においてより強い増殖抑制効果が確認された。また、MKN74をAmlodipine、Verapamilで処理すると、CD44のmRNAレベルが低下することをRT-PCRで確認した。Amlodipine、Verapamilは不整脈や高血圧に対し臨床で用いられている薬剤であり、現在その癌幹細胞抑制効果をin vivoで検証している。
一方で、消化器癌におけるANO9 (Ann Surg Oncol. 2020)、LRRC8A (Am J Pathol. 2019)、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検証するとともに、低浸透圧刺激後の温度・イオン輸送体・水輸送体を介する細胞容積調節機構を解明した(Int J Oncol. 2019)。

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、ヒト胃癌細胞株を用いた癌幹細胞の作製と、癌幹細胞特異的に発現するイオン輸送体の同定、その阻害剤による癌幹細胞抑制効果を検証する基礎実験は、ほぼ終了している。また、消化器癌における種々のイオン輸送体の発現・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、胃癌幹細胞株において高発現するCACNA2D1、CACNB4などの電位依存性カルシウムチャネルに対する阻害薬、Amlodipine、Verapamilの抗癌幹細胞効果をin vivo実験系で検証している。また、胃癌幹細胞株において高発現する他のイオン輸送体に対する阻害薬を選択し、癌幹細胞特異的な増殖抑制効果の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、ターゲットとして選択した種々のイオン輸送体阻害剤の、癌幹細胞特異的な増殖抑制効果をさらに検証するとともに、癌幹細胞内イオン濃度変化を介する細胞周期・アポトーシス制御機構の解明を試みる。また、ヒト胃癌組織における癌幹細胞マーカーの発現解析と、イオン輸送体発現との相関性を解析する。更に、in vivoにおける、阻害剤を用いたイオン輸送体制御による皮下腫瘍成長抑制効果について検証するとともに、各条件の皮下腫瘍から癌幹細胞を抽出し、self-renewal capacityを解析する予定である。

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] 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] Outcome of a second hepatectomy in octogenarians with hepatocellular carcinoma recurrence: single centre's experience. (2019)
  • Author(s): Ochiai T, Inoue H, Watanabe N, Ito H, Toma A, Morimura R, Ikoma H, Otsuji E.
  • Journal Title: ANZ J Surg. Volume: 89 Pages: 1270-1274
  • DOI: 10.1111/ans.15330.
  • Peer Reviewed
• [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