ＴＲＡＩＬによるＥｒｂＢ受容体活性化シグナルの分子機構解析と新規癌治療法の開発

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23590308
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 大森 亨 昭和大学, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (10276529)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山岡 利光 昭和大学, 大学共同利用機関等の部局等, 講師 (40384359) ; 廣瀬 敬 昭和大学, 医学部, 准教授 (40307038)
• Keywords: TRAIL / EGFR / EGFR阻害剤 / MET / crosstalk signal

Research Abstract

Tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)はTNF superfamilyに属するサイトカインであり、受容体を介して広範囲のがん細胞にapoptosisを誘導するが、正常細胞には影響しない。我々は、非小細胞肺がん治療に使用されているEGFR阻害剤に対する耐性細胞を樹立し、この細胞が親株に比してTRAILに対して約７０倍の交差感受性を獲得することを見出した。この分子機構の解析を行うとともに、EGFR阻害剤、TRAIL併用療法の臨床応用の可能性について解析を行っている。
今回使用したEGFR阻害剤耐性細胞PC-9/METではgene amplificationによりc-METの過剰発現をきたし、耐性が誘導されていることが確かめられた。TRAILはapoptotic signalを誘導すると同時に、EGFRとのcrosstalkを介してantiapoptosisシグナルを誘導するため、その抗腫瘍活性は限定的となる。一方、TRAIL受容体はc-MET受容体へのcrosstalkシグナルは誘導せず、その生存シグナルがEGFRからc-METに移行した耐性細胞においては、TRAIL刺激時のanti-apoptotic signalの誘導が減弱していることが交差感受性の原因であることを明らかにした。また、EGFR阻害剤に感受性を有するヒト非小細胞肺がん3株では、EGFR阻害剤にTRAILを併用することで、相加的な抗腫瘍活性の増強作用が認められた。TRAIL受容体からEGFRへのcross talkはFADDおよびSrcシグナルを介すること、anti-apoptotic signalの誘導は、EGFRからPI3Kを介したAkt/NFκB活性化を介して行われることが確認された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

同じtumor necrosis factor (TNF)ファミリーであるTNFαに対しても、PC-9/MET EGFR阻害剤耐性細胞は親株PC-9に比して約120倍の交差感受性を呈する。TNFα受容体は、ADAM17の活性化を介したEGFR ligandのshedding、Srcの活性化を介してEGFRを活性化し、anti-apoptotic signalを誘導することが知られているが、TRAIL受容体においてもほぼ同様の機序によりanti-apoptotic signalを誘導することを確認した。TNF受容体が正常細胞にも広く分布しているのに対して、TRAIL受容体は腫瘍細胞に特異的であることから、TRAIL受容体とEGFRのcrosstalk signalを阻害することで、がん選択制の高い治療法が開発できると考えている。EGFR阻害剤耐性は非小細胞肺がん治療において大きな問題となっているが、このうち約20%がMETの過剰発現によることが報告されている。特にこれらの患者においては、TRAILのagonistの使用が、耐性克服薬として期待される。一方、EGFR活性化によるanti-apoptotic signalは、Akt/NFκB活性化を介したInhibitor of Apoptosis Protein (IAP)、forkhead protein等の誘導によりおこることを明らかにした。このことから、EGFRシグナルが生存に寄与している腫瘍の治療では、EGFR阻害剤ともしくはPI3K/Akt経路阻害剤とTRAIL agonistの併用療法が有用であると考えられた。これらの結果は、本シグナル伝達機構を利用した併用化学療法の臨床応用につながる成果と考えられる。

Strategy for Future Research Activity

研究計画に基づき、TRAIL刺激によるanti-apoptotic siglalの分子機構について、さらに詳細な解析を行う。特に、IAP1の誘導、Forkheadタンパク質によるapoptosis抑制機序について解析する。また併用化学療法の開発としては、TRAILとの併用薬として新規EGFR阻害剤afatinibや抗EGFR抗体であるcetuximab、近年臨床応用が期待されているPI3K阻害剤を用い、各種培養がん細胞のパネルを用いたin vitroのスクリーニングを行い、最適な併用薬について検討する。また、TRAIL agonistについても、ligand以外に活性化抗体、低分子TRAIL受容体活性化薬が開発されてきており、これらについても同様のスクリーニングを行う。さらに、これらの併用療法で有用性が見込まれるものについては、担がんマウスモデルを用いたin vivoの感受性試験を行い、臨床応用の可能性について検証する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究計画に基づき、培養がん細胞を用いた感受性試験、分子生物学的解析を行う目的で、直接経費120蔓延のうち約100万円を特異的抗体、細胞培養試薬等の試薬購入、および動物実験で使用するSCIDマウスの購入に充てる。2014年米国癌学会(Annual Meeting of American Association for Cancer Research)において研究成果発表を行う費用として、約20万円を充てる。

Research Products

• [Journal Article] Relationship of circulating tumor cells to the effectiveness of cytotoxic chemotherapy in patients with metastatic non-small-cell lung cancer. (2012)
  • Author(s): Hirose T, Murata Y, Oki Y, Sugiyama T, Kusumoto S, Ishida H, Shirai T, Nakashima M, Yamaoka T, Okuda K, Ohnishi T, Ohmori T.
  • Journal Title: Oncology Research Volume: 20 Pages: 131-7
  • DOI: 23193919
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of the safety and efficacy of combination chemotherapy with vinorelbine and platinum agents for patients with non-small cell lung cancer with interstitial lung disease. (2012)
  • Author(s): Okuda K, Hirose T, Oki Y, Murata Y, Kusumoto S, Sugiyama T, Ishida H, Shirai T, Nakashima M, Yamaoka T, Ohnishi T, Ohmori T.
  • Journal Title: Anticancer Researcg Volume: 32 Pages: 1337-44
  • DOI: 23225454
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of a qualitative and quantitative real-time polymerase chain reaction method for detecting genetically modified papaya line 55-1 in papaya products. (2012)
  • Author(s): Sakai A, Kasahara K, Ohmori T, Kimura H, Sone T, Fujimura M, Nakao S.
  • Journal Title: Journal of Thorac Oncology Volume: 9 Pages: 1337-44
  • DOI: 22722827
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] EGFR阻害剤の耐性とその克服 (The mechanisms of resistance to EGFR-TKIs and challenges to overcome resistance in EGFR mutant Non-small cell lung cancer) (2012)
  • Author(s): 山岡利光, 大森 亨
  • Journal Title: 癌と化学療法 Volume: 39 Pages: 857-862
  • DOI: 22705678
• [Presentation] Carboplatin+Paclitaxel+Bevacizumabによる化学療法中にIII度房室ブロックをきたした肺腺癌症例 (2012)
  • Author(s): 白井 崇生, 廣瀬 敬, 大木 康成, 村田 泰規, 楠本 壮二郎, 杉山 智英, 石田 博雄, 中嶌 賢尚, 奥田 健太郎, 大西 司, 足立 満, 山岡 利光, 大森 亨
  • Organizer: 第53回日本肺癌学会総会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20121108-20121109
• [Presentation] 当院におけるCOPD合併切除不能非小細胞肺癌に関する検討 (2012)
  • Author(s): 杉山 智英, 廣瀬 敬, 大木 康成, 村田 泰規, 楠本 壮二郎, 石田 博雄, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 大西 司, 大森 亨, 濱田 健司
  • Organizer: 第53回日本肺癌学会総会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20121108-20121109
• [Presentation] 高齢者小細胞肺癌に対する治療成績の検討 (2012)
  • Author(s): 村田 泰規, 廣瀬 敬, 大木 康成, 杉山 智英, 石田 博雄, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 大西 司, 大森 亨
  • Organizer: 第53回日本肺癌学会総会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20121108-20121109
• [Presentation] EGFR遺伝子変異陽性肺腺癌患者に対するゲフィチニブとゾレドロン酸併用療法の有用性に関する後方視的解析 (2012)
  • Author(s): 大木 康成, 廣瀬 敬, 村田 泰規, 杉山 智英, 楠本 壮二郎, 石田 博雄, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 大西 司, 大森 亨
  • Organizer: 第53回日本肺癌学会総会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20121108-20121109
• [Presentation] FGFR-TKIの再投与の有効性と安全性の検討 (2012)
  • Author(s): 中嶌 賢尚, 大木 康成, 村田 泰規, 石田 孔子, 杉山 智英, 石田 博雄, 白井 崇生, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 大森 亨, 大西 司, 廣瀬 敬
  • Organizer: 第53回日本肺癌学会総会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20121108-20121109
• [Presentation] 進展型小細胞肺癌の生存期間に対するアムルビシンの影響に関する検討 (2012)
  • Author(s): 石田 博雄, 大木 康成, 村田 泰規, 石田 孔子, 楠本 壮二郎, 杉山 智英, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 大西 司, 大森 亨, 廣瀬 敬
  • Organizer: 第53回日本肺癌学会総会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20121108-20121109
• [Presentation] 切除不能局所進行非小細胞肺癌に対する胸部放射線療法とvinorelbine、carboplatin同時併用第II相試験 (2012)
  • Author(s): 廣瀬 敬, 村田 泰規, 大木 康成, 杉山 智英, 楠本 壮二郎, 石田 博雄, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 大西 司, 大森 亨
  • Organizer: 第53回日本肺癌学会総会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20121108-20121109
• [Presentation] 進展型小細胞肺癌の生存期間に対するアムルビシンの影響に関する検討 (2012)
  • Author(s): 202. 石田 博雄, 大木 康成, 村田 泰規, 石田 孔子, 楠本 壮二郎, 杉山 智英, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 大西 司, 大森 亨, 廣瀬 敬
  • Organizer: 第50回日本癌治療学会総会
  • Place of Presentation: 神奈川、横浜
  • Year and Date: 20121025-20121027
• [Presentation] Micro RNAによるゲフィチニブ耐性関連因子の調節 (2012)
  • Author(s): 鈴木俊宏、入澤 愛、西尾和人、大森 亨、兎川忠靖、櫻庭 仁
  • Organizer: 第16回日本がん分子標的治療学会
  • Place of Presentation: 福岡 北九州
  • Year and Date: 20120627-20120629
• [Presentation] Cancer Vaccination trial with novel multiple peptides in previously treated advanced non-small cell lung cancer. (2012)
  • Author(s): Takashi Hirose, Hidehiro Noda, Tohru Ohmori et al
  • Organizer: Annual Meeting of American Society of Clinical Oncology 2012
  • Place of Presentation: Chicago, IL, USA
  • Year and Date: 20120601-20120605
• [Presentation] 高齢者進行非小細胞肺癌のnedaplatin+gemcitabine併用療法の有効性と安全性のレトロスペクティブ検討 (2012)
  • Author(s): 山岡 利光, 村田 泰規, 大木 康成, 楠本 壮二郎, 杉山 智英, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 奥田 健太郎, 大西 司, 大森 亨, 廣瀬 敬, 足立 満
  • Organizer: 日本呼吸器学会
  • Place of Presentation: 兵庫、神戸
  • Year and Date: 20120420-20120422
• [Presentation] 切除不能局所進行非小細胞肺癌に対する胸部放射線療法とvinorelbine、carboplatin同時併用第II相試験 (2012)
  • Author(s): 廣瀬 敬, 大木 康成, 村田 泰規, 杉山 智英, 楠本 壮二郎, 石田 博雄, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 大西 司, 大森 亨, 足立 満
  • Organizer: 日本呼吸器学会
  • Place of Presentation: 兵庫、神戸
  • Year and Date: 20120420-20120422
• [Presentation] 当院におけるCOPD合併肺癌手術例に関する検討 (2012)
  • Author(s): 杉山 智英, 廣瀬 敬, 村田 泰規, 大木 康成, 楠本 壮二郎, 石田 博雄, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 大西 司, 門倉 光隆, 大森 亨, 足立 満
  • Organizer: 日本呼吸器学会
  • Place of Presentation: 兵庫、神戸
  • Year and Date: 20120420-20120422
• [Presentation] 糖尿病合併肺癌の現状について (2012)
  • Author(s): 楠本 壮二郎, 大木 康成, 村田 泰規, 杉山 智英, 石田 博雄, 白井 崇生, 中嶌 賢尚, 山岡 利光, 奥田 健太郎, 廣瀬 敬, 大西 司, 大森 亨, 足立 満
  • Organizer: 日本呼吸器学会
  • Place of Presentation: 兵庫、神戸
  • Year and Date: 20120420-20120422
• [Presentation] HSP 70 may cause EGFR-TKIs-resistance due to inhibit drug binding to EGFR in the cells that expressed mutant EGFR (2012)
  • Author(s): Tohru Ohmori, Tsuyoki Kadofuku, Yoko Ichihashi, Toshimitsu Yamaoka, Takashi Hirose, Mitsuru Adachi, Nagahiro Saijo
  • Organizer: 103rd Meeting of American Association for Cancer Research
  • Place of Presentation: Chicago, IL, USA
  • Year and Date: 20120331-20120404
• [Presentation] Specific epidermal growth factor receptor autophosphorylation sites promote epithelial cell chemotaxis and restitution (2012)
  • Author(s): Toshimitsu Yamaoka, Mark Frey, D. Brent Polk, Tohru Ohmori et al
  • Organizer: 103rd Meeting of American Association for Cancer Research
  • Place of Presentation: Chicago, IL, USA
  • Year and Date: 20120331-20120404
• [Presentation] A novel c-MET inhibitor, tivantinib, shows an additive growth-inhibitory effect with erlotinib through enhanced degradation of c-MET protein via its recycling pathway (2012)
  • Author(s): 210. Tohru Ohmori, Tomoko Kanome, Toshimitsu Yamaoka, Takashi Hirose, Fumiaki Koizumi, Kazuto Nishio, Shiro Akinaga
  • Organizer: 19th International Charles Heidelberger Symposium on Cancer Research
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 20120214-20120216
• [Book] :新臨床腫瘍学 (改訂第3版)： 薬剤耐性とその克服 (2012)
  • Author(s): 大森 亨 (分担執筆）
  • Total Pages: 4
  • Publisher: 南江堂