2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the characteristics of Side Population cells derived from oral squamous cell carcinoma as cancer stem cells
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18K09744
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
虎谷 茂昭 広島大学, 医系科学研究科(歯), 准教授 (90172220)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 哲治 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (00169153)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ガン幹細胞 / 口腔扁平上皮癌 / Side population / 低酸素環境 / HIF-1α / CD133 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
癌幹細胞は，薬剤を細胞外へ排出するABCトランスポーター群を高発現している。そこでHoechst 33342で処理した癌細胞をFACS解析し，蛍光強度の高いMain population (MP）細胞と低いSide population (SP)細胞に分離することができる。本研究では口腔扁平上皮癌（OSCC）細胞株から分離したSP細胞の生物学的特徴を解析し，SP細胞が癌幹細胞モデルになるかを検討した。
FACSで分離したSP細胞は，癌幹細胞が休眠状態で低増殖であるように，単層培養系ではMP細胞に比較し低い増殖能を，浮遊培養系では幹細胞が特異的に増殖するsphere形成能を持つことを示した。またSP細胞は癌幹細胞と同様に，抗癌剤DXRに対して耐性を示し，DXR存在下で継代培養するとSP細胞比率が増加することを明らかにした。半永久的に継代可能な癌幹細胞と同様に，少数のSP細胞でもヌードマウスに造腫瘍能を示した。さらに腫瘍内のSP細胞の比率は，in vivoと比べて高値を示した。
癌幹細胞は，低酸素環境のニッチで維持されている。本研究でも，低酸素下で培養したSP細胞の比率は通常酸素下より増加し，継代培養を行うことで40%以上の高い占拠率を示した。低酸素応答因子であるHIF-1α遺伝子のOSCC細胞への導入により, SP細胞の占める比率が, HIF発現上昇とともに増加した。HIFは, 癌幹細胞の維持に重要な働きをしていると考えられた。種々の固形癌の癌幹細胞マーカーであるCD133分子のSP細胞への関与を検討した。CD133をsiRNA法で抑制したところSP細胞の低酸素応答能は消失し, 細胞比率は低値を示したことから, CD133がSP細胞の低酸素応答能に関与していると考えられた。
以上より, OSCC株においてSP細胞は癌幹細胞として機能し, 低酸素環境がSP細胞の癌幹細胞ニッチとして機能していることが示唆された。
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