神経ペプチドCGRPは口腔癌の骨破壊を制御する新たな標的となり得るか？

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K10113
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 吉岡 徳枝 岡山大学, 大学病院, 講師 (50362984)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: CGRP / 癌骨微小環境 / 口腔癌 / 癌性骨痛

Outline of Annual Research Achievements

自律神経系が腫瘍血管新生を亢進させ、癌の増大を促進することが明らかとなってきたが、癌性疼痛を受容、惹起する知覚神経が癌細胞に与える影響は不明である。本研究の目的は知覚神経由来のカルシトニン遺伝子関連ペプチド（Calcitonin gene-related peptide; CGRP）が癌骨微小環境における癌細胞の増殖に果たす役割を解明することであり、CGRPが癌細胞の増殖に与える直接的、間接的な影響と癌骨微小環境において癌細胞をとりまく細胞群（骨細胞、破骨細胞、血管内皮細胞、骨髄間質細胞など）に与える影響について検討し、以下のことを確認した。
１）口腔癌細胞株（HSC2，SAS）をCGRPあるいはCGRP拮抗阻害薬CGRP8-37の存在下で培養したところ、HSC2、SASともにCGRPによって細胞増殖は促進し、CGRP8-37添加により細胞増殖は抑制された。２）樹立知覚神経細胞株F11をHCl添加して作製した酸性環境で培養し、細胞内へのCa2+の流入を測定するとF11の興奮が惹起された。３）血管内皮細胞HUVECを用いてtube formation assayを行い、branching point、tube length、Netsを測定すると、F11培養上清はpositive controlとして使用した血管新生因子VEGFと同等に強力にHUVECの管腔形成を誘導した。４）初代培養知覚神経細胞DRGにHSC-2およびSASの培養上清を添加し培養し、Calcein-AMで蛍光ラベルして可視化すると、DRGの軸索延長が誘導された。これらの結果から、酸性環境は知覚神経を活性化させ癌性疼痛を惹起すること、知覚神経末梢から放出されるCGRPは血管新生を介して間接的に癌細胞の増殖を誘導すること、あるいはCGRP受容体を介して直接的に癌細胞の増殖を促進する可能性があることが示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究ではin vivoとin vitroの実験を行い、CGRPを標的とした癌誘発の骨破壊、癌性骨痛に対する新たな治療法開発の基盤を作ることを考えている。in vivoの実験では口腔癌骨破壊動物モデルを作製し、CGRP阻害薬の治療効果を検討する予定であったが、動物実験に着手できなかった。in vitroの実験では酸性環境を作り出し、知覚神経は酸性環境において神経興奮が誘発されることや、知覚神経がCGRPの産生を介して間接的に血管内皮細胞の管腔形成を促進すること、ならびに口腔癌細胞が知覚神経の軸索延長を促進することを確認した。

Strategy for Future Research Activity

骨代謝に関与する骨芽細胞ならびに破骨細胞に対するCGRPの影響について、樹立骨芽細胞様細胞やマウス骨髄細胞などを使用し、CGRP存在、非存在下で培養し、各細胞の分化、形成、機能におけるCGRPの関与を調べていくが、解析などについては学外に委託することも検討する。最終的には癌骨微小環境における癌細胞の増殖に関して、CGRPの直接的効果と間接的効果を明確にする。

Causes of Carryover

実験を行う研究室の改修工事にともない、実験の遂行が困難となったこともあり、計画していた動物実験が滞ってしまった。残っている研究費については、これまでの実験結果の解析委託に使用する予定である。