遺伝子改変マウスを利用したＥＧＦＲ遺伝子変異陽性肺癌の基礎的臨床的検討

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23390221
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 木浦 勝行 岡山大学, 大学病院, 教授 (10243502)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市原 英基 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 講師 (40549705) ; 瀧川 奈義夫 川崎医科大学, 医学部, 教授 (60325107)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: EGFR / 遺伝子改変マウス / ｍTOR阻害薬 / everolimus / JAK1/2阻害薬 / AZD1480 / BIBW2552 / afatinib

Research Abstract

上皮成長因子受容体(EGFR)遺伝子変異を有する肺癌の発癌・増殖・進展過程を明らかにするため，EGFR遺伝子改変マウスを利用し，免疫組織学的分子生物学的に包括的に解析する。申請者らはEGFR遺伝子変異を有する腫瘍自体が血管内皮細胞成長因子受容体(VEGFR)-２をともに発現することを認めており，これらの結果を樹立ヒト肺癌細胞株，生検，手術など臨床検体で確認し，効果的な予防・治療法開発のための基礎的データを提供し，新規予防・治療法を開発する目的で下記の研究を行った。
pEGFRとpHER2のリン酸化を非可逆的に抑制出来るアファチニブ(afatinib)はゲートキーパー変異T790Mを有するゲフィチニブ耐性株に対してもより強い増殖抑制効果を示し，EGFR遺伝子改変マウス(mouse Egfr del E748-A752, EGFR del E746-A75 ）の全生存期間を有意に延長することを示した。異種移植モデルでVEGF-Aに対する抗体べバシツマブ（bevacizumab）とアファチニブを併用することで，T790Mを有する耐性細胞に対して優れた抗腫瘍効果を示すことを証明し, アファチニブ単剤あるいはベバシツマブ併用での臨床応用の可能性を示した。エベロリムス（everolimus） 連日経口投与によりヒトEGFR L858R遺伝子導入マウスの生存期間を無治療群と比較して有意に延長した。AZD1480はマウスEgfr遺伝子改変マウスの生存期間を無治療群と比較して有意に延長した。エベロリムスもAZD1780も試験管内の実験であるがゲフィチニブ耐性細胞RPC-9細胞株に感受性を残していた。これらの結果は，EGFR遺伝子変異陽性肺癌に対するアファチニブ（Dual TKI）,エベロリムス（mTOR阻害薬），AZD1480（JAK1/2阻害薬）の臨床応用の可能性を示している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

EGFR遺伝子改変マウスを使用し，各種チロシンリン酸化酵素阻害薬: TKI（BIBW2552 (非可逆性 Dual TKI of EGFR and HER-2), everolimus (mTOR阻害薬),　AZD1480 (JAK-1/2 阻害薬)などの薬剤による抗腫瘍効果，生存期間に与える影響，下流シグナルの変化を明らかしており，成果は米国癌学会，日本癌学会総会で報告し，論文も投稿中である。研究は予想通りおおむね順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

DNA修復酵素欠損マウス（OGG1ノックアウトマウス）の放射線・低濃度発癌性物質曝露による発癌におけるEGFR遺伝子変異の関与を検討し，宿主側のEGFR発癌への影響を明らかにする研究で，低濃度タバコ特異的ニトロサミンでは発癌効率が極めて不良であることとEGFRの遺伝子変異が入らないことが明らかにされた。タバコ特異的ニトロサミンを高濃度にして実験を繰り返している。

Research Products

• [Journal Article] Acquired resistance to EGFR inhibitors is associated with a manifestation of stem cell-like properties in cancer cells. (2013)
  • Author(s): Shien K, Toyooka S, Yamamoto H, Soh J, Jida M, Thu KL, Hashida S, Maki Y, Ichihara E, Asano H, Tsukuda K, Takigawa N, Kiura K, Gazdar AF, Lam WL, Miyoshi S.
  • Journal Title: Cancer Res. Volume: 73 Pages: 3051-3061
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-12-4136.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Afatinib prolongs survival compared to gefitinib in an epidermal growth factor receptor-driven lung cancer model (2013)
  • Author(s): Ninomiya T, Takigawa N, Ichihara E, Ochi N, Murakami T, Honda Y, Kubo T, Minami D, Kudo K, Tanimoto M, Kiura K
  • Journal Title: Mol Cancer Ther Volume: - Pages: in press
  • DOI: doi: 10.1158/1535-7163.MCT-12-0885
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vandetanib is effective in EGFR-mutant lung cancer cells with PTEN deficiency. (2013)
  • Author(s): Takeda H, Takigawa N, Ohashi K, Minami D, Kataoka I, Ichihara E, Ochi N, Tanimoto M, Kiura K.
  • Journal Title: Mol Cancer Res Volume: 319 Pages: 417-423
  • DOI: doi: 10.1158/1541-7786.MCR-12-0401.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synergistic effect of olaparib with combination of cisplatin on PTEN-deficient lung cancer cells. (2013)
  • Author(s): Minami D, Takigawa N, Takeda H, Takata M, Ochi N, Ichihara E, Hisamoto A, Hotta K, Tanimoto M, Kiura K
  • Journal Title: Mol Cancer Res Volume: 11 Pages: 140-148
  • DOI: doi: 10.1158/1541-7786.MCR-12-0401.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subpopulation of small-cell lung cancer cells expressing CD133 and CD87 show resistance to chemotherapy. (2013)
  • Author(s): Kubo T, Takigawa N, Osawa M, Harada D, Ninomiya T, Ochi N, Ichihara E, Yamane H, Tanimoto M, Kiura K.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 104 Pages: 78-84
  • DOI: doi: 10.1111/cas.12045.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lung cancers with acquired resistance to EGFR inhibitors occasionally harbor BRAF gene mutations but lack mutations in KRAS, NRAS, or MEK1. (2012)
  • Author(s): Ohashi K, Sequist LV, Shien K, Aoe K, Toyooka S, Kiura K, Kris MG, Engelman JA, Vnencak-Jones CL, Dias-Santagata D, Ladanyi M, Pao W. et al
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume: 109 Pages: E2127-2133
  • DOI: doi: 10.1073/pnas.1203530109.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective cyclooxygenase-2 inhibitor prevents cisplatin-induced tumorigenesis in A/J mice. (2012)
  • Author(s): Okada T, Takigawa N, Kishino D, Katayama H, Kuyama S, Sato K, Mimoto J, Ueoka H, Tanimoto M, Kiura K.
  • Journal Title: Acta Med Okayama. Volume: 66 Pages: 1795-1802
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] JAK2-related pathway induces acquired erlotinib resistance in lung cancer cells harboring an epidermal growth factor receptor-activating mutation (2012)
  • Author(s): Harada D, Takigawa N, Ochi N, Ninomiya T, Yasugi M, Kubo T, Takeda H, Ichihara E, Ohashi K, Takata S, Tanimoto M, Kiura K
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 103 Pages: 1795-1802.
  • DOI: doi: 10.1111/j.1349-7006.2012.02363.x.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Prognostic impact of cancer stem cell-related markers in non-small cell lung cancer patients treated with induction chemoradiotherapy (2012)
  • Author(s): Kazuhiko Shien, Shinichi Toyooka, Kouichi Ichimura, Junichi Soh, Takahiro Oto, Katsuyuki Kiura,
  • Organizer: AACR Annual Meeting 2012
  • Place of Presentation: McCormick Place in Chicago, Illinois
  • Year and Date: 20120401-20120404
• [Presentation] Knockdown of EGFR to investigate its therapeutic potential for treatment of non-small cell lung cancers (2012)
  • Author(s): Junichi Soh, Kazuhiko Shien, Tsuyoshi Ueno, Norimitsu Tanaka, Hiromasa Yamamoto, Katsuyuki Kiura, Tetsuya Mitsudomi, Shinichi Toyooka, Shinichiro Miyoshi
  • Organizer: AACR Annual Meeting 2012
  • Place of Presentation: McCormick Place in Chicago, Illinois
  • Year and Date: 20120401-20120404
• [Presentation] Afatinib prolonged survival in EGFR-driven lung cancer model compared to gefitinib (2012)
  • Author(s): Takashi Ninomiya, Eiki Ichihara, Akiko Hisamoto, Katsuyuki Hotta, Mitsune Tanimoto, Katsuyuki Kiura, Nagio Takigawa, Nobuaki Ochi, Masayuki Yasugi, Daijiro Harada.
  • Organizer: AACR Annual Meeting 2012
  • Place of Presentation: McCormick Place in Chicago, Illinois
  • Year and Date: 20120401-20120404
• [Presentation] RAS signaling pathway gene mutations and acquired resistance to EGFR tyrosine-kinase inhibitors in EGFR mutant lung cancer (2012)
  • Author(s): Kadoaki Ohashi, Juliann Chmielecki, Ya-Lun Lin, Shinichi Toyooka, Katsuyuki Kiura, Roman Thomas, James Chih-Hsin Yang, Vincent Miller, Marc Ladanyi, Katerina Politi, William Pao1
  • Organizer: AACR Annual Meeting 2012
  • Place of Presentation: McCormick Place in Chicago, Illinois
  • Year and Date: 20120401-20120404
• [Presentation] Effect of AZD1480 on lung tumor in transgenic mice carrying activating EGFR mutation (2012)
  • Author(s): Toshi Murakami, Nagio Takigawa, Takashi Ninomiya, Nobuhiro Honda, Hideko Isozaki, Eiki Ichihara, Akiko Hisamoto, Katsuyuki Hotta, Mitsune Tanimoto, Katsuyuki Kiura
  • Organizer: AACR Annual Meeting 2012
  • Place of Presentation: McCormick Place in Chicago, Illinois
  • Year and Date: 20120401-20120404