Elucidation of the role of the Wnt signaling pathway in the development of diagnostic treatments for "osteoblastic" bone metastases

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K07230
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: Sugyo Aya 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 分子イメージング診断治療研究部, 主任技術員 (00415415)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 造骨性骨転移 / 発光イメージング / マイクロCT / Wnt

Outline of Final Research Achievements

The breast cancer‐derived 5a‐D‐Luc‐ZsGreen cells were transfected with Wnt1, Wnt3A, and Wnt5A expression vectors, producing stably highly expressing cells. These cells were intracardially injected into nude mice. Luminescence imaging confirmed mice with bone metastases in the hind limbs. Micro‐CT imaging found an osteoblastic change only in bone metastasis of mice injected with Wnt1‐expressing cells. Hind‐limb bones of metastatic mice and normal mice were dissected. Sections were stained with hematoxylin and eosin, and immunohistochemically stained with an anti‐SATB2 antibody. SATB2 immunostaining showed differentiated osteoblasts were at the site of bone metastases in the diaphysis. It suggests that Wnt1 is an important factor in osteogenesis. Our osteoblastic bone metastasis model could be a powerful tool to promote bone metastasis treatment research.

Free Research Field

核医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

乳がん由来の溶骨性骨転移は動物モデルも既に確立し、治療診断法の研究が進んでいるが、前立腺がんに多く発生する造骨性骨転移はモデルもなく、分子メカニズムが不明のため、治療法の開発が進んでいない。我々が注目したWntファミリーは骨形成や骨吸収を含む様々な生命現象に関与することが知られているが、造骨性骨転移に関与する直接の証拠は示されていなかった。我々のデータはWnt1の過剰発現が溶骨性の骨転移モデルにおいて、骨芽細胞の増加を誘発し、Wnt1が骨形成における重要な因子であることを明確に示すものであった。このモデルは造骨性骨転移の治療法の開発の促進に貢献することが期待される。