2021 Fiscal Year Research-status Report
大腸癌肝転移における腫瘍微小環境での好中球の機能・動態解明
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21K07097
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
板谷 喜朗 京都大学, 医学研究科, 助教 (80814029)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 腫瘍微小環境 / 大腸癌肝転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸癌は日本人のがん死でも上位の癌種で、罹患患者数は年間15万にのぼる(2018年全国がん登録)。大腸癌は原発にとどまるうちは治癒切除可能なことも多いが、ひとたび転移をきたすと致命的となるケースが多く、ステージ4大腸癌の5年生存率は17.3%と低い(国立がん研究センターがん情報サービス)。したがって、転移性大腸癌に対する治療戦略を構築することが重要であるが、その転移メカニズムは解明されていないことが多く、課題としては適切な動物モデルの欠如があげられる。大腸癌の転移でもっとも高頻度の臓器は肝臓である。我々は大腸癌の腫瘍微小環境に注目し、大腸癌肝転移の促進機序や薬剤耐性機序などを、マウスモデルや臨床サンプルを用いて検証してきた。この度我々は自然発生した大腸癌が肝転移をきたすマウスモデルを作成した(Itatani_ProcNatulAcadSciUSA2020)。villinプロモーターでCreを発現するマウスに、Kras(LSL-G12D)変異とPtenノックアウト(-/-)を合わせ持つマウス（villin-KPマウス）は、マウスの腸に原発性の腸癌を形成する以外にも、肝転移巣を形成した。このvillin-KPマウスを用いて、特に腫瘍微小環境における免疫系の因子に注目し、原発巣と肝転移巣において、発現の変化がみられる因子を網羅的に検索することで、生理的な肝転移の形成過程に迫ることを試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大腸癌肝転移モデルマウス(villin-KPマウス)において、まず小腸と肝臓に腺癌が形成されることを確認した。Villinは腸管上皮特異的に発現する遺伝子ではあるが、肝臓の腫瘍の由来を検索するために、本マウスにさらに蛍光レポーター(LSL-mTomato-mGFP, mTmGマウス)を導入した。この蛍光レポーターは、wild typeではmTomatoの赤色蛍光を発するが、Cre存在下でmGFPの緑色色素を発する。Villin-Cre+mTmGマウスは、小腸上皮は緑色、肝臓は赤色であったが、villin-KP+mTmGマウスの肝臓の腫瘍は緑色を呈し、背景肝は赤色であったことから、この肝腫瘍は発生が小腸由来であることが分かった。つまり、villin-KPマウスの腸癌は肝転移をきたしたと考えられた。
Villin-KPマウスの腸腫瘍と肝腫瘍を用いて、特に腫瘍微小環境の免疫、血管新生、サイトカインにかかわる因子に関して、網羅的に発現量の比較を行った。すると、G-CSF、GM-CSFの発現上昇を認めることが分かった。G-CSFは好中球の、GM-CSFは好中球とマクロファージの刺激因子であるため、これらの因子に注目して解析することとした。一般的に遺伝子改変マウスは対費用効果が悪いため、G-CSFとGM-CSFをマウスの大腸癌細胞株に強制発現させて、これらをwild-typeの免疫が正常なマウスの肝臓へ直接注入移植する移植モデルを計画している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今までは大腸癌肝転移のマウスモデルは、一般的に脾臓や門脈などから癌細胞を大量に注入し、生着した癌細胞を観察してきた。その際に一度に大量の癌細胞が肝臓へ注入されるため、急性肝阻血性障害が生じ、その回復過程で生着した癌細胞を観察していた。しかし、この実験系が果たして人体で大腸癌が肝転移をきたすときの生理的な現象を反映しているのか疑問があった。本研究では自然発生大腸癌肝転移マウスモデルを用いるとともに、実験効率も考慮し、自然発生大腸癌肝転移で上昇している複数の因子に注目し、過剰発現させたマウス大腸癌細胞株を用いて、移植モデルを用いた効率よい解析を考えている。G-CSFは好中球の、GM-CSFは好中球と単球-マクロファージの刺激因子である。ヒトの白血球では、好中球分画が大多数を占め、好中球は人の初期免疫で重要な役割をきたす。一方で担癌患者では癌組織で好中球系の細胞が癌の進展を促進するという矛盾が生じていると考えられる。好中球の腫瘍微小環境での役割を詳細に解析し同定することで、初期免疫の機能を保持しつつ、腫瘍微小環境の腫瘍促進因子としての好中球の機能のみを抑制できる治療方法が見つかる可能性があると考えている。
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| Causes of Carryover |
有効な利用のため小額の繰越金が生じた。
次年度の物品費に充当の予定である。
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