蛍光イメージングを用いた骨軟部腫瘍の進展機序解明と治療戦略

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23390360
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 土屋 弘行 金沢大学, 医学系, 教授 (40227434)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: 癌 / 蛍光イメージング

Research Abstract

カフェインは細胞周期のチェックポイントを阻害することにより抗癌剤で処理した細胞のDNA修復を阻害し、アポトーシスを誘導すると考えられている。今回、我々は細胞周期によって緑と赤に色が変わるFucciを導入した細胞を用いて細胞周期を観察した。代表的な抗癌剤であるシスプラチンは細胞周期をS/G2/M期で停止させたが、カフェインはシスプラチンによる細胞周期の停止を抑制し、結果として細胞のアポトーシスを誘導した。カフェインと同様にカカオに含まれるメチルキサンチン誘導体としてテオブロミンがあげられる。今回、新規抗がん剤の増強剤として、テオブロミンの腫瘍細胞に対する作用についても検討した。U87-MG細胞において、テオブロミンはcAMP上昇、p38、JNKを活性化、Akt、mTOR、NFκBを不活性化させた。テオブロミンは濃度依存的にU87-MG細胞の増殖を抑制した。以上のことから、カフェインと同様にテオブロミンも抗腫瘍作用があることが分かった。
ヒト骨肉腫cell line 143B の、核にGFP・細胞質にRFPが発現した2色の蛍光を有する143B-dual、およびin vivoでの継代を繰り返すことで得られた転移能の異なるsub lineを使用し実験を行った。ELIZA法で各cell lineの培養液上清に分泌された線溶関連因子Plasminogen Activator Inhibitor-1（PAI-1）、urokinase-type plasminogen activator（u-PA）の濃度を測定し、転移能が上昇するにつれてPAI-1・u-PAの濃度が上昇していたことより、これらをブロックすることで転移の制御ができる可能性が考えられた。shRNAによるブロックより、中和抗体による方法が良いことが示唆された。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A novel method to apply osteogenic potential of adipose derived stem cells in orthopaedic surgery. (2014)
  • Author(s): Fang X, Murakami H, Demura S, Hayashi K, Matsubara H, Kato S, Yoshioka K, Inoue K, Ota T, Shinmura K, Tsuchiya H.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Pages: e88874
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0088874
• [Journal Article] Theobromine, the Primary Methylxanthine Found in Theobroma cacao, Prevents Malignant Glioblastoma Proliferation by Negatively Regulating Phosphodiesterase-4, Extracellular Signal-regulated Kinase, Akt/mammalian Target of Rapamycin Kinase, and Nuclear Factor-Kappa B. (2014)
  • Author(s): Sugimoto N, Miwa S, Hitomi Y, Nakamura H, Tsuchiya H, Yachie A.
  • Journal Title: Nutrition and Cancer Volume: 66 Pages: 419-23
  • DOI: 10.1080/01635581.2013.877497
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imaging UVC-induced DNA damage response in models of minimal cancer (2013)
  • Author(s): Miwa S, Yano S, Hiroshima Y, Tome Y, Uehara F, Mii S, Efimova EV, Kimura H, Hayashi K, Tsuchiya H, Hoffman RM
  • Journal Title: J Cell Biochem Volume: 114(11) Pages: 2493-9
  • DOI: 10.1002/jcb.24599
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemotherapy for osteosarcoma - where does it come from? What is it? Where is it going? (2013)
  • Author(s): Yamamoto N, Tsuchiya H
  • Journal Title: Expert Opin Pharmacother Volume: 14(16) Pages: 2183-93
  • DOI: 10.1517/14656566.2013.827171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic color-coded fluorescence imaging of the cell-cycle phase, mitosis, and apoptosis demonstrates how caffeine modulates cisplatinum efficacy. (2013)
  • Author(s): Miwa S, Yano S, Tome Y, Sugimoto N, Hiroshima Y, Uehara F, Mii S, Kimura H, Hayashi K, Efimova EV, Fujiwara T, Tsuchiya H, Hoffman RM
  • Journal Title: J Cell Biochem Volume: 114 Pages: 2454-60
  • DOI: 10.1002/jcb.24593
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single Cell Time-lapse Imaging of Focus Formation by the DNA Damage-Response Protein 53BP1 after UVC Irradiation of Human Pancreatic Cancer Cells. (2013)
  • Author(s): Miwa S, Tome Y, Yano S, Hiroshima Y, Uehara F, Mii S, Kimura H, Hayashi K, Tsuchiya H, Bouvet M, Efimova EV, Hoffman RM
  • Journal Title: Anticancer Res. Volume: 33 Pages: 1373-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diagnosis and treatment of low-grade osteosarcoma: experience with nine cases. (2013)
  • Author(s): Hayashi K, Tsuchiya H, Yamamoto N, Shirai T, Nishida H, Takeuchi A, Kimura H, Miwa S, Inatani H, Okamoto H, Yamada S, Ikeda H, Sawada-Kitamura S, Nojima T, Ooi A, Otsuka T.
  • Journal Title: Int J Clin Oncol Volume: Jul 24 Pages: 0592-z
  • DOI: 10.1007/s10147-013-0592-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pedicle versus free frozen autograft for reconstruction in malignant bone and soft tissue tumors of the lower extremities. (2013)
  • Author(s): Shingo Shimozaki, Norio Yamamoto, Toshiharu Shirai, Hideji Nishida, Katsuhiro Hayashi, Yoshikazu Tanzawa, Hiroaki Kimura, Akihiko Takeuchi, Kentaro Igarashi, Hiroyuki Inatani, Takashi Kato, Hiroyuki Tsuchiya
  • Journal Title: Journal of Orthopaedic Science Volume: 19 Pages: 156-63
  • DOI: 10.1007/s00776-013-0487-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TNF-α and Tumor Lysate Promote the Maturation of Dendritic Cells for Immunotherapy for Advanced Malignant Bone and Soft Tissue Tumors. (2013)
  • Author(s): Miwa S, Nishida H, Tanzawa Y, Takata M, Takeuchi A, Yamamoto N, Shirai T, Hayashi K, Kimura H, Igarashi K, Mizukoshi E, Nakamoto Y, Kaneko S, Tsuchiya H.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 8 Pages: 1a149eaeec96
  • DOI: 10.1371/annotation/7c0f14e6-cfba-4f5f-b93d-1a149eaeec96.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prognostic value of histological response to chemotherapy in osteosarcoma patients receiving tumor-bearing frozen autograft. (2013)
  • Author(s): Miwa S, Takeuchi A, Ikeda H, Shirai T, Yamamoto N, Nishida H, Hayashi K, Tanzawa Y, Kimura H, Igarashi K, Tsuchiya H.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Pages: 0071362
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0071362
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 骨軟部腫瘍外科医の挑戦 (2013)
  • Author(s): 土屋弘行
  • Organizer: 第20回下関整形外科医会学術講演会
  • Place of Presentation: 下関グランドホテル(山口県）
  • Year and Date: 20131127-20131127
  • Invited
• [Presentation] Biological reconstruction in tumor surgery (2013)
  • Author(s): 土 屋弘行
  • Organizer: Annual Meeting of Hellenic Association of Orthopaedic Surgery and Traumatology
  • Place of Presentation: DIVANI CARAVEL HOTEL (Greece)
  • Year and Date: 20131002-05
  • Invited
• [Presentation] 骨軟部腫瘍学の進歩 (2013)
  • Author(s): 土屋弘行
  • Organizer: 東日本整形外科災害外科学会
  • Place of Presentation: 軽井沢プリンスホテル（長野）
  • Year and Date: 20130921-20130921
  • Invited
• [Presentation] 骨腫瘍 (2013)
  • Author(s): 土屋弘行
  • Organizer: 日本小児整形外科学会
  • Place of Presentation: 京都府立医科大学青蓮会館(京都）
  • Year and Date: 20130824-20130825
  • Invited
• [Presentation] 骨腫瘍における機能再建術 (2013)
  • Author(s): 土屋弘行
  • Organizer: 第9回整形外科アップデートセミナー
  • Place of Presentation: 東京ドームホテル(東京）
  • Year and Date: 20130727-20130727
  • Invited
• [Presentation] 骨肉腫に対する挑戦 (2013)
  • Author(s): 土屋弘行
  • Organizer: 平成２５年度十全同窓会新任教授就任記念講演会
  • Place of Presentation: 十全講堂（金沢）
  • Year and Date: 20130706-20130706
  • Invited
• [Presentation] Invasion and metastasis: from basics to real-time imaging (2013)
  • Author(s): 土屋弘行
  • Organizer: European Musculoskeletal Oncology Society Meeting
  • Place of Presentation: Swedish Exhibition and Congress Center (Sweden)
  • Year and Date: 20130611-20130613
  • Invited
• [Presentation] 悪性骨軟部腫瘍再建術の未来 (2013)
  • Author(s): 土屋弘行
  • Organizer: 日本整形外科学会学術集会
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテル広島（広島）
  • Year and Date: 20130523-20130526
  • Invited