2021 Fiscal Year Research-status Report
腸内細菌による膵臓癌化学療法抵抗性の機序解明と革新的治療法開発
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21K08805
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
春木 孝一郎 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (60720894)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須田 亙 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 副チームリーダー (20590847)
田中 真二 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30253420)
池上 徹 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (80432938)
古川 賢英 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (80624973)
白井 祥睦 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (10785364)
恩田 真二 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (10459620)
阿部 恭平 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (30751292)
後町 武志 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (40338893)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 膵臓癌 / 肝癌 / 腸内細菌 / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
難治性消化器癌における腫瘍内腸内細菌とオートファジーの関係に着目した。膵臓癌において腫瘍内の腸内細菌の多様性、構成が予後と関係すると報告され、膵臓癌の進行や治療抵抗性において腸内細菌が何らかの影響を与えている可能性が強く示唆される.
一方で、オートファジーには細胞質内に侵入した病原性細菌を捕獲、分解する生体防御機構の役割もあることが報告されており、腫瘍内腸内細菌によりオートファジー活性が変化する可能性がある。まず膵臓癌切除検体を用いて、オートファジーのマーカーであるBeclin 1とLC3Bに関して免疫組織学的染色を行い、オートファジー活性を評価した。オートファジー活性は分布（Proportion score）、および強度（Intensity score）で評価した。生存解析ではBeclin 1、LC3B共に予後との有意な関係は示さなかったことから、オートファジー単独ではなく、オートファジーの誘導に関わる種々の因子との相互作用で癌微小環境において腫瘍の進展や抗癌剤耐性などに寄与している可能性が示唆された。また膵臓癌細胞株（PANC-1、MiaPaCa2）を用いて抗癌剤投与によるオートファジー活性の変化を確認した。塩酸ゲムシタビンを投与したPANC-1に対してマイクロアレイ解析を行い、オートファジー関連遺伝子や複数のライソゾーム酵素の遺伝子が発現上昇していることを同定した。さらに塩酸ゲムシタビン濃度依存的にオートファジーが活性化することをLC3、SQSTM1/p62のWestern blottingで確認した。
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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
膵臓癌細胞株（PANC-1、MiaPaCa2）を用いて、塩酸ゲムシタビン投与による遺伝子変化をマイクロアレイ解析で同定した。その結果塩酸ゲムシタビン投与によりオートファジー関連遺伝子や複数のライソゾーム酵素の遺伝子が発現上昇していることが分かった。さらに、塩酸ゲムシタビンを様々な濃度で膵臓癌細胞株（PANC-1、MiaPaCa2）に投与し、LC3およびSQSTM1/p62のWestern blottingを行ったところ、塩酸ゲムシタビンは濃度依存的にLC3亢進、p62分解、すなわちオートファジーを亢進させることを確認した。オートファジーの本体であるライソゾーム酵素（GAA）を阻害することで塩酸ゲムシタビンの細胞増殖抑制効果が増強することが分かり、オートファジーは膵臓癌における増殖・進展、抗癌剤耐性に関与していることが分かった。さらに膵臓癌切除検体を用いて、Beclin 1とLC3Bの免疫組織学的染色でオートファジー活性を評価したが、予後との関係は認めなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
膵臓癌切除検体から腫瘍および正常膵のDNAを抽出し、組織内の腸内細菌の網羅的解析を16S rRNA解析を用いて行い、正常膵をコントロールとして腫瘍内に多く存在する腸内細菌を同定する。同定された腸内細菌は同一検体から抽出したDNAを用いたリアルタイムPCRで妥当性の検討を行う。さらに同定された腸内細菌と膵臓癌細胞株（PANC-1、MiaPaCa2）を共培養し、特にオートファジー活性に着目しマイクロアレイ解析を行う。この結果と抗癌剤投与によるマイクロアレイ解析を統合解析することで、腸内細菌がオートファジーを介した抗癌剤耐性に関わる標的遺伝子を同定する。さらに難治性癌である肝細胞癌における腫瘍内腸内細菌の同定も行い膵臓癌と比較する。
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| Causes of Carryover |
COVID19感染症蔓延により、各学会への現地参加が少なく、WEB参加となっているために旅費が余剰となったため、次年度に繰り越した。今年度のCOVID19に対する緩和に伴い増加が見込まれる現地参加の学会への旅費に使用する予定である。
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[Journal Article] Association of Fusobacterium nucleatum with specific T cell subsets in the colorectal carcinoma microenvironment2021
Author(s)
Borowsky J, Haruki K, Lau MC, Dias Costa A, Vayrynen JP, Ugai T, Arima K, da Silva A, Felt KD, Zhao M, et al.
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Journal Title
Clin Caner Res
Volume: 27
Pages: 2816-26
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Prognostic significance of myeloid immune cells and their spatial distribution in the colorectal cancer microenvironment2021
Author(s)
Vayrynen JP, Haruki K, Vayrynen SA, Lau MC, Dias Costa A, Borowsky J, Zhao M, Ugai T, Kishikawa J, Akimoto N, Zhong R, Shi S, Chang TW, Fujiyoshi K, Arima K, Twombly TS, Da Silva A, Song M, Wu K, Zhang X, Chan AT, Nishihara R, Fuchs CS, Meyerhardt JA, Giannakis M, Ogino S, Nowak JA.
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Journal Title
J Immunother Cancer
Volume: 9
Pages: e002297
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The sulfur microbial diet and risk of colorectal cancer by molecular subtypes and intratumoral microbial dpecies in adult men2021
Author(s)
Sikavi DR, Nguyen LH, Haruki K, Ugai T, Ma W, Wang DD, Thompson KN, Yan Y, Branck T, Wilkinson JE, Akimoto N, Zhong R, Lau MC, Mima K, Kosumi K, Morikawa T, Rimm EB, Garrett WS, Izard J, Cao Y, Song M, Huttenhower C, Ogino S, Chan AT.
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Journal Title
Clin Transl Gastroenterol
Volume: 12
Pages: e00338
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The significance of the rapid turnover protein score as a predictor of the long-term outcomes in hepatocellular carcinoma after hepatic resection2021
Author(s)
Yanagaki M, Haruki K, Yasuda J, Furukawa K, Onda S, Tsunematsu M, Shirai Y, Gocho T, Taniai T, Hamura R, Ikegami T.
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Journal Title
Ann Surg Oncol
Volume: 28
Pages: 8130-9
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Effectiveness of anatomical resection for small hepatocellular carcinoma: a propensity score-matched analysis of a multi-institutional database2021
Author(s)
Haruki K, Furukawa K, Fujiwara Y, Taniai T, Hamura R, Shirai Y, Yasuda J, Shiozaki H, Onda S, Gocho T, Shiba H, Usuba T, Nakabayashi Y, Fujioka S, Okamoto T, Ikegami T.
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Journal Title
J Gastrointest Surg
Volume: 25
Pages: 2835-41
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The novel index using preoperative C-reactive protein and neutrophil-to-lymphocyte ratio predicts poor prognosis in patients with pancreatic cancer2021
Author(s)
Taniai T, Haruki K, Furukawa K, Onda S, Yasuda J, Shirai Y, Gocho T, Yanagaki M, Hamura R, Shiba H, Ikegami T.
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Journal Title
Int J Clin Oncol
Volume: 26
Pages: 1922-8
DOI
Peer Reviewed
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