独自の動物実験モデルを用いたエナメル上皮腫の治療標的因子の同定

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10145
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 渕上 貴央 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (40772439)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 甫 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (10623340) ; 吉村 卓也 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 助教 (30726758) ; 岸田 想子 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (40274089) ; 岸田 昭世 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (50274064) ; 岐部 俊郎 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (50635480) ; 中村 典史 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (60217875)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 歯原性腫瘍 / エナメル上皮腫 / 三次元培養

Outline of Annual Research Achievements

エナメル上皮腫は良性にも関わらず強い局所浸潤性を示し再発率も高い。本研究では、エナメル上皮腫の浸潤発育に関わる因子についての知見を得ることを目的とした。今年度は、昨年度の成果に続きエナメル上皮腫由来のIL-1alphaが、エナメル上皮腫細胞自身や間質細胞に影響を与えることで浸潤を制御する可能性について着目した研究を行った。また、エナメル上皮腫の骨吸収や腫瘍浸潤の要因の一つであると考えられているMMP-9について、その誘導に関わる内在性因子についても調査を行った。その結果、エナメル上皮腫細胞株はIL-1alphaの刺激により、MMP-9の発現が有意に上昇することがわかった。さらに、これらの反応はIL-1 Receptor antagonist(IL-1 Ra)および抗IL-1alpha抗体により抑制された。また、エナメル上皮腫細胞の運動能や浸潤能はIL-1alphaによって有意に亢進し、IL-1 Raおよび抗IL-1alpha抗体によって抑制された。次に、腫瘍間質に存在すると考えられるマクロファージへの影響を調べた結果、その遊走能はエナメル上皮腫細胞由来のIL-1alphaにより促進され、その反応はIL-1 Raおよび抗IL-1alpha抗体によって抑制された。さらに、エナメル上皮腫細胞株と線維芽細胞株を使用した独自の三次元培養法を用いて腫瘍の浸潤動態を評価をしたところ、エナメル上皮腫細胞株は線維芽細胞の存在により浸潤形態変化や浸潤能の促進が引き起こされた。特に腫瘍細胞の集団は線維芽細胞の集団に引き寄せられ浸潤する傾向を示し、その影響はIL-1Ra、抗IL-1alpha抗体により有意に抑制された。これにより本腫瘍の示す局所浸潤には腫瘍細胞から分泌されるIL-1alpha、あるいはIL-1alpha刺激により間質細胞から分泌される因子が関与している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究では、独自に構築した三次元培養法と動物実験モデルの療法を用いて目的を達成する予定であった。これまでの実験で絞ったエナメル上皮腫の特性に係る候補因子について、独自の三次元培養実験系による腫瘍細胞に対する影響を評価した(腫瘍細胞の細胞浸潤形態浸潤能、増殖能、Matrix Metalloproteinase(MMP)といった骨吸収や腫瘍の浸潤に深く関わる消化酵素の発現変化など)。その検証に時間を要していたため、三次元培養で得た結果を動物実験で検証し結果を出すまでに至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

これまでの実験により絞った腫瘍の特性に係るであろう候補因子の蛋白による直接的な細胞刺激や、中和抗体による反応による細胞動態の変化について、独自の三次元培養法を用いて評価を行った。その結果、特定の因子が腫瘍細胞への明らかな影響をおよぼすことが判明し、動物実験による検証の段階に進む準備段階へと進むことができた。
元々本研究では、独自に構築した三次元培養法と動物実験モデルの療法を用いて目的を達成する予定であり、三次元培養で得られた結果は、最終的に動物実験でも検証する予定である。特に、候補因子に対する中和抗体などの投与が腫瘍に与える影響について評価し、エナメル上皮腫の治療において新規標的因子となり得るかについて評価を行う予定である。

Causes of Carryover

これまでの研究成果について、現在結果検証と論文執筆を進めているが年度内での終了が困難である。そのため、結果の検証及び論文投稿にかかる費用を次年度使用分として申請した。