Examination of cancer stem cell marker CXCR4 in radiation-resistant pancreatic cancer for clinical application

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K08714
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 今藤 裕之 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (80790641)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上田 悟郎 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 臨床研究医 (00811720) ; 齊藤 健太 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (10770240) ; 松尾 洋一 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40381800) ; 林 祐一 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (60811726)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 膵癌 / 放射線耐性 / CXCL12/CXCR4シグナル / 浸潤 / CXCR4阻害剤

Outline of Annual Research Achievements

われわれは，膵癌細胞株（MIA PaCa-2, SW1990）に放射線を分割照射することで放射線耐性膵癌細胞株を樹立した．放射線耐性の有無についてはコロニー形成試験で確認した．耐性株では親株と比較して，CXCR4 mRNA発現および細胞膜上でのCXCR4タンパク発現が亢進していることを，RT-PCR，CXCR4 ELISAおよび蛍光免疫染色で確認した．CXCL12/CXCR4シグナルは癌の浸潤に関与していることが報告されており，CXCR4の発現が亢進している耐性株と親株のと間の浸潤能の変化を浸潤実験で評価した．耐性株および親株にCXCL12を投与すると浸潤能が亢進することを確認した．CXCL12は線維芽細胞が分泌することが報告されており，膵癌細胞株と線維芽細胞株を共培養すると耐性株，親株ともに浸潤能が亢進し，親株と比較して耐性株で有意に浸潤能が亢進することを確認した．また，これらの亢進した浸潤能がCXCR4阻害剤で有意に抑制されることを確認した．これらの結果から，放射線耐性膵癌細胞株ではCXCL12/CXCR4シグナルを介して浸潤能が亢進しており，シグナルを抑制することで亢進した浸潤能が抑制されると考えられた．
CXCR4阻害剤の放射線耐性に対する影響を評価する目的で耐性株および親株にCXCR4阻害剤を投与しつつ放射線照射を行い, その後のコロニー形成能を評価した．耐性株にCXCR4阻害剤を投与すると細胞増殖能には影響がないものの，放射線照射後のコロニー形成能が低下する傾向を認めた．CXCL12/CXCR4シグナルが放射線耐性に関与している可能性を考え，そのメカニズム解明を試みたが現時点では解明には至っていない．