代謝酵素ゲノム編集による食道扁平上皮の易発がん状態誘発の試み

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K19577
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 源 利成 金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (50239323)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大黒 多希子 金沢大学, 学際科学実験センター, 教授 (30767249)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 食道 / 扁平上皮がん / 発がん / 糖代謝酵素 / ゲノム編集

Outline of Annual Research Achievements

本研究は食道扁平上皮発がん開始に伴う細胞内グリコーゲン低下、消失が発がんの初期選択圧力であると想定し、グリコーゲン合成系代謝酵素のゲノム編集による扁平上皮自然発がん易誘発状態の細胞・マウスモデル創出を試みる。これにより、発がん剤なしにヒトがん化過程を外挿する食道扁平上皮がんモデル開発に資する食道粘膜易発がん状態の誘導に挑戦する。本研究は食道と頭頚部扁平上皮がんの連鎖に代表されるフィールドがん化現象と、細胞、組織の分化や発がんにおけるグリコーゲン合成系の新たな生物学的機能の一端を拓く可能性を秘めている。
本年度は下記の研究計画を実施した。
(1) 正常ヒト食道扁平上皮細胞のGS欠失による細胞形質変化の解析
CRISPR-Cas9システムでGSを欠失させるためのプラスミドを構築し、食道がん切除検体の非がん部から樹立した扁平上皮初代培養細胞（TYNEK-3）に導入した。遺伝子導入した扁平上皮細胞を通常培養で継代を続け、がん化（不死化）するクローンの樹立を試みたが、正常細胞の分裂回数を超えるクローンを得ることはできなかった。現在、TYNEK-3とは別の患者由来の初代培養細胞（TYNEK-5）を用いてGS欠失による影響を再度検証中である。
(2) マウス食道粘膜のGS欠失による細胞分化や前がん性変化の解析
C57BL/6マウスの扁平上皮特異的にGSを欠失させるため、K5 promoter-Cre発現マウスとGS-floxヘテロマウスをそれぞれ作出した。これらのマウスの交配から、GSホモ欠損マウス（GS-floxホモ/Cre）とコントロールマウス（GS-floxホモ/野生型）を作出し、遺伝子型を確認した。現在、解析に必要となる群の拡大とともに、食道扁平上皮細胞における蛋白質発現でのGS欠損を免疫組織化学により確認する作業に着手した。

Research Products

• [Journal Article] Glycogen synthase kinase 3β as a potential therapeutic target in synovial sarcoma and fibrosarcoma (2020)
  • Author(s): Abe Kensaku、Yamamoto Norio、Domoto Takahiro、Bolidong Dilireba、Hayashi Katsuhiro、Takeuchi Akihiko、Miwa Shinji、Igarashi Kentaro、Inatani Hiroyuki、Aoki Yu、Higuchi Takashi、Taniguchi Yuta、Yonezawa Hirotaka、Araki Yoshihiro、Aiba Hisaki、Minamoto Toshinari、Tsuchiya Hiroyuki
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 111 Pages: 429～440
  • DOI: 10.1111/cas.14271
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Post-transcriptional regulation of BRG1 by FIRΔexon2 in gastric cancer (2020)
  • Author(s): Ailiken Guzhanuer、Kitamura Kouichi、Hoshino Tyuji、Satoh Mamoru、Tanaka Nobuko、Minamoto Toshinari、Rahmutulla Bahityar、Kobayashi Sohei、Kano Masayuki、Tanaka Tomoaki、Kaneda Atsushi、Nomura Fumio、Matsubara Hisahiro、Matsushita Kazuyuki
  • Journal Title: Oncogenesis Volume: 9 Pages: 26
  • DOI: 10.1038/s41389-020-0205-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Significance of gene mutations in the Wnt signaling pathway in traditional serrated adenomas of the colon and rectum (2020)
  • Author(s): Nakanishi Hiroyoshi、Sawada Takeshi、Kaizaki Yasuharu、Ota Ryosuke、Suzuki Hiromu、Yamamoto Eiichiro、Aoki Hironori、Eizuka Makoto、Hasatani Kenkei、Takahashi Naoki、Inagaki Satoko、Ebi Masahide、Kato Hiroyuki、Kubota Eiji、Kataoka Hiromi、Takahashi Satoru、Tokino Takashi、Minamoto Toshinari、et al
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15 Pages: e0229262
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0229262
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] NF-κB-induced NOX1 activation promotes gastric tumorigenesis through the expansion of SOX2-positive epithelial cells (2019)
  • Author(s): Echizen Kanae、Horiuchi Keigo、Aoki Yayoi、Yamada Yoichi、Minamoto Toshinari、Oshima Hiroko、Oshima Masanobu
  • Journal Title: Oncogene Volume: 38 Pages: 4250～4263
  • DOI: 10.1038/s41388-019-0702-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Anti‐FIRΔexon2, a splicing variant form of PU60, autoantibody is detected in the sera of esophageal squamous cell carcinoma (2019)
  • Author(s): Kobayashi Sohei、Hiwasa Takaki、Ishige Takayuki、Rahmutulla Bahityar、Kano Masayuki、Hoshino Tyuji、Minamoto Toshinari、Shimada Hideaki、Nomura Fumio、Matsubara Hisahiro、Matsushita Kazuyuki
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 110 Pages: 2004～2013
  • DOI: 10.1111/cas.14024
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Identification of GSK3β inhibitor kenpaullone as a temozolomide enhancer against glioblastoma (2019)
  • Author(s): Kitabayashi Tomohiro、Dong Yu、Furuta Takuya、Sabit Hemragul、Jiapaer Shabierjiang、Zhang Jiakang、Zhang Guangtao、Hayashi Yasuhiko、Kobayashi Masahiko、Domoto Takahiro、Minamoto Toshinari、Hirao Atsushi、Nakada Mitsutoshi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Pages: 10049
  • DOI: 10.1038/s41598-019-46454-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Glycogen synthase kinase-3β is a new therapeutic target in soft tissue sarcoma: a basic research. (2019)
  • Author(s): Kensaku Abe, Norio Yamamoto, Takahiro Domoto, Katsuhiro Hayashi, Akihiko Takeuchi, Shinji Miwa, Kentaro Igarashi, Takashi Higuchi, Yuta Taniguchi, Hirotaka Yonezawa, Yoshihiro Araki, Toshinari Minamoto, Hiroyuki Tsuchiya.
  • Organizer: American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS) Annual Meeting 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 膵がん細胞の薬剤耐性化に伴うがん悪性形質とGSK3βの病理作用． (2019)
  • Author(s): 堂本貴寛, 竹中 哲, 宮下知治, 上原将大, 竹内 修, 太田哲生, 源 利成.
  • Organizer: 第28回日本癌病態治療研究会
• [Presentation] heat shock protein、Fam107BはGSK3βを介して大腸がん細胞の遊走性を抑制する． (2019)
  • Author(s): 小泉惠太，堂本貴寛，中尾啓子，源 利成，中島日出夫．
  • Organizer: 第28回日本癌病態治療研究会
• [Presentation] 膵がん細胞のゲムシタビン耐性化においてGSK3βは幹細胞性と浸潤能を増強する． (2019)
  • Author(s): 堂本貴寛, 竹中 哲, 宮下知治, 上原将大, 太田哲生, 源 利成．
  • Organizer: 第28回日本がん転移学会学術集会・総会
• [Presentation] GSK3βは膵がんの幹細胞性，浸潤能，薬剤耐性獲得にそれぞれ連関する． (2019)
  • Author(s): 堂本貴寛，宮下知治，竹中 哲，上原将大，太田哲夫，源 利成．
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 食道扁平上皮がんのGSK3β阻害は細胞周期停止とアポトーシスを誘導する． (2019)
  • Author(s): ディリラバ ボリドン，堂本貴寛，上原将大，奥村智之，遠藤良夫，イリア ピコ，宮下知治，中田光俊，源 利成．
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 膵がんのゲムシタビン獲得耐性はglycogen synthase kinase (GSK)-3βに依存する． (2019)
  • Author(s): 上原将大，堂本貴寛，竹中 哲，ディリラバ ボリドン，ピコ イリア，島崎猛夫，宮下知治，太田哲生，源 利成．
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 抗がん剤ゲムシタビンによる膵がん細胞のエクソソーム分泌及びエクソソーム表面マーカーへの影響． (2019)
  • Author(s): 山本聡子，松尾洋一，林 祐一，源 利成，島崎猛夫．
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 非乳頭十二指腸腫瘍におけるDNAメチル化解析． (2019)
  • Author(s): 澤田 武, 太田亮介, 鈴木 拓, 津山 翔, 八尾隆史, 中西宏佳, 山本英一郎, 久保田英嗣, 片岡洋望, 佐々木泰史, 源 利成．
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Methylation analysis of non-ampullary duodenal precancerous lesions. (2019)
  • Author(s): Ryosuke Ota, Takeshi Sawada, Hiromu Suzuki, Sho Tsuyama, Takashi Yao, Eiichiro Yamamoto, Hiroyoshi Nakanishi, Shigetsugu Tsuji, Naohiro Yoshida, Hisashi Doyama, Hiroshi Minato, Kenkei Hasatani, Yasuharu Kaizaki, Eiji Kubota, Hiromi Kataoka, Yasushi Sasaki, Toshinari Minamoto.
  • Organizer: 27th United European Gastroenterology (UEG) Week 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 膵癌細胞エクソソームの抗がん剤による動態変化とその生物学的意義． (2019)
  • Author(s): 島崎猛夫，山本聡子，林 祐一，松尾洋一，源 利成．
  • Organizer: 第30回日本消化器癌発生学会総会
• [Presentation] 十二指腸非乳頭部腫瘍における遺伝子メチル化と変異解析． (2019)
  • Author(s): 澤田 武, 太田亮介, 鈴木 拓, 津山 翔, 八尾隆史, 中西宏佳, 波佐谷兼慶, 海崎泰治, 吉田尚弘, 辻 重継, 土山寿志, 湊 宏, 山本英一郎, 久保田英嗣, 片岡洋望, 佐々木泰史, 源 利成．
  • Organizer: 第30回日本消化器癌発生学会総会