Cancer stemness and postoperative peritoneal recurrence in intraperitoneally spilled-cancer cells during surgery

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K16352
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 児玉 泰一 滋賀医科大学, 医学部, 医員 (20581929)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 癌幹細胞 / 腹膜播種 / CD44 / 手術誘導転移 / 脱分化 / 炎症 / 抗CD44抗体治療

Outline of Annual Research Achievements

術中に腹腔内散布された癌細胞、特にCD44陽性の癌幹細胞様細胞に焦点を当て、術中腹腔内散布癌細胞が腹膜転移を形成するメカニズムの一端を解明するため下記研究をおこなった。
①CD44陽性癌細胞の幹細胞性をNOD/SCIDマウスへの腹腔内移植による造腫瘍能により観察した。MKN45胃癌細胞（低分化型）とKE97胃癌細胞（腹膜転移由来）のCD44陽性癌細胞はCD44陰性癌細胞に比し有意に少数で腹膜播種性転移を生じた。CD44陰性癌細胞から生じた腹膜播種性転移にも、腫瘍辺縁にCD44陽性癌細胞が認められた。抗CD44抗体を胃癌細胞と接触させてから腹腔内散布すると、CD44陽性癌細胞散布であっても有意に腹膜播種性転移が抑制された。
②CD44陽性癌幹細胞様細胞では陰性がん細胞に比し、SOX2発現が増加していたが、OCT3/4発現には差がなかった。
③NUDEマウスを用いて、がん手術操作での腹腔内炎症を想定した壁側腹膜擦過施行の有無によるヒト癌細胞腹腔内散布での臓側腹膜への腹膜播種形成の違いを比較すると、腹膜擦過（手術操作）施行群では非施行群に比し有意に少数の癌細胞散布により腹膜播種性転移が生じた。さらに、腹膜擦過施行の有無およびCD44陽性または陰性癌細胞の腹腔内散布での腹膜播種形成の違いを比較すると、CD44陰性癌細胞は腹膜擦過施行により腹膜播種性転移率が増加し、CD44陽性癌細胞散布と同程度に腹膜播種性転移を生じた。
④術後腹膜播種した患者と腹膜播種しなかった患者の術中腹腔内散布癌細胞を用いて全mRNAシークエンスを比較し、腹膜転移形成に関与するがん細胞のバイオマーカーを探索したところ、ケモカインに関するmRNA発現に差が認められた。タンパクレベルでの発現の違いを解析中である。

Research Products

• [Presentation] Therapeutic strategy based on the mechanism of peritoneal relapse after surgery for gastric cancer (2020)
  • Author(s): Satoshi Murata, Katsushi Takebayashi, Tsuyoshi Yamaguchi, Sachiko Kaida, Ken Ishikawa, Hirokazu Kodama, Miyuki Shimoji, Andreas Michael Sihombing, Masatsugu Kojima, Toru Miyake, Hiroya Iida, Tomoyuki Ueki, Mina Kitamura, Aya Tokuda, Eiji Mekata, Masaji Tani
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会
• [Presentation] CD44-enriched cancer stem-like cells as a source of peritoneal metastasis from gastric cancer (2020)
  • Author(s): Andreas Michael Sihombing, Satoshi Murata, Miyuki Shimoji, Katsushi Takebayashi, Hirokazu Kodama, Masatsugu Kojima, Tomoyuki Ueki, Naomi Kitamura, Mina Kitamura, Aya Tokuda, Toru Miyake, Eiji Mekata, Masaji Tani
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Effect of hyperthermia on the cancer stem-like cells (2020)
  • Author(s): Miyuki Shimoji, Satoshi Murata, Andreas Michael Sihombing, Katsushi Takebayashi, Hirokazu Kodama, Masatsugu Kojima, Tomoyuki Ueki, Naomi Kitamura, Mina Kitamura, Aya Tokuda, Toru Miyake, Eiji Mekata, Masaji Tani.
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Tumor Ag-specific CTL generation from tumor-associated lymphocytes in malignant ascites of peritoneal metastases (2020)
  • Author(s): Masatsugu Kojima, Satoshi Murata, Miyuki Shimoji, Andreas Michael Sihombing, Naomi Kitamura, Tomoyuki Ueki, Mina Kitamura, Katsushi Takebayashi, Hirokazu Kodama, Aya Tokuda, Toru Miyake, Eiji Mekata, Masaji Tani
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会