細胞膜タンパクSdc4を標的とした癌幹細胞の診断と治療

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K07713
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 呉 しん 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (00764739)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 浩文 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (30322184)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: Sdc４ / 癌幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

癌組織は自己複製能や多分化能を有し、子孫の細胞を作り続ける少数の細胞集団（癌幹細胞）と最終的に腫瘍形成能を失う細胞集団（非癌幹細胞）の二群からなる。癌幹細胞は癌の再発や転移の芽と考えられている。私達はこれまでに、膵癌細胞株を用いて一個の細胞からマウスに癌組織を作る「スーパー癌幹細胞」を樹立し、そのドライバー遺伝子としてSdc4を見出した。Sdc4は細胞膜に発現するタンパクであるため、FACSによる癌幹細胞診断マーカーや、抗体治療の標的となる可能性も考えられる。本研究課題ではSdc4を標的とした癌幹細胞の診断と癌の根治を目指した。初期2年間で大腸癌、食道癌、膵癌でのSdc4発現を確認した。Sdc4-siRNAを７種類設計し、その中で細胞障害性を与える配列を決定した。マウス癌幹細胞治療モデルを作成し、iNaDデリバリー技術を用いたSdc4-siRNAの血中投与により腫瘍の増殖阻害がみられた。更にモノクロ―ナル抗体の作成に着手した。最終年度は2種の癌幹細胞モデル細胞にFACSでよく反応し、細胞内取り込み能を有する2種のモノクロ―ナル抗体を取得することができた。これらの抗体は、mTOR, AKT, p38などの生存シグナルを阻害したが単独投与では細胞死には至らなかった。そこで微小管阻害剤を結合させたADCとしての性能を評価したところ、癌幹細胞モデル細胞に著効したが、Sdc4を高発現する正常の膵管上皮細胞や腎近位尿細管上皮細胞には細胞障害を与えず癌特異的な作用がみられた。最終的に癌幹細胞由来の担癌マウスの治療実験を行ったところ、コントロール群では２１日の間、腫瘍は増大を続けたがADC抗体投与群では肉眼的に腫瘍は消退し、組織学的にも腫瘍細胞は認められず、脂肪変死と線維芽細胞の核が散在する硝子変性に置換されていたことから癌幹細胞の根治が達成された。