2014 Fiscal Year Annual Research Report
血管ニッチにおけるがん幹細胞性維持の分子基盤の解明
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24300330
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高倉 伸幸 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (80291954)
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2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | がん幹細胞 / 血管 / ニッチ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、血管の機能として、組織に酸素や養分を運搬するという基本的な機能に加え、幹細胞の維持や自己複製に関与するという、いわゆる血管ニッチの概念が徐々に証明されつつある。これまで我々は、自己複製中のがん幹細胞を識別できるマーカー分子を発見し、がん幹細胞は、血管新生抑制剤に抵抗性を示す、がん組織の周囲の成熟血管近傍に局在することを解明し得た。臨床的に問題視されている、血管新生抑制剤投与後のがん細胞の浸潤が、この腫瘍周囲の血管ニッチからのがん幹細胞から誘導されていることが予想される。そこで本研究では、がん幹細胞の生態学的適所の破綻による幹細胞性喪失の誘導をはかることを目的とし、腫瘍周囲の血管がいかに成熟化するのか、その分子メカニズムの解明をおこなってきた。昨年度までに明らかにした、血管成熟化因子であるリン脂質L-Aについて、内皮細胞に対する影響を詳細にした。その結果、L-Aは複数存在する受容体のうち、L-AR4を活性化することで、内皮細胞同士のadherent junctionの形成を促進することが判明した。また、血管内皮細胞に発現するレセプター型チロシンキナーゼであるTie1について、その発現誘導についての解析を行い、予想通りLIFによる発現誘導機構が存在することを明らかにした。また、血管新生刺激で生じる、Tie1の細胞外領域の切断による可溶性Tie1の機能については、担がんマウスモデルを用いて、血管新生を抑制して、腫瘍の増大を抑制することが判明した。Tie1のがん幹細胞における発現解析については、腫瘍内に存在するTie1陽性がん細胞の数が極めて少なく、sphere形成等の実験を行うことができず、次年度に持ち越しとなった。
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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
血管内皮細胞に発現するレセプター型チロシンキナーゼであるTie1について、可溶性の受容体が腫瘍血管形成に与える影響が観察でき、当初予定していた研究成果が得られている。また、腫瘍内血管を成熟化する分子も発見され、さらに詳細な解析結果を含めたPCT特許出願も2015年度早々に可能になった。一部研究の進捗が滞っている計画もあったが、全体としては概ね順調に伸展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
Tie1遺伝子の発現制御と腫瘍血管の成熟化については、切断された細胞外領域のTie1が腫瘍血管形成に対する意義を解析するために、Tie1の細胞外領域切断部位に変異をいれた遺伝子改変マウスをCRISPR-Cas9システムで作製する。今後はこのマウスの発生期から成体までの血管形成について詳細に検討を行う。また、本マウスへのがん細胞移植により、腫瘍血管がどのような形態変化がもたらされるのかを組織学的に解析する。正常血管内皮細胞とがん細胞の細胞間相互作用の解明について、がん細胞の悪性化が生じる際に、血管内皮細胞とがん細胞の細胞間の相互作用ががん細胞の悪性化に関係することが予想される。そこで、種々の血管内皮細胞と種々のがん細胞の組み合わせで、がん細胞としては上皮系のがん細胞を用いて、E-cadherinからN-cadherinへの発現変化や、SMAの発現誘導等、がん細胞の上皮間葉転換が誘導されるパターンをとる組み合わせを選択する。選ばれた共培養系において、内皮細胞、がん細胞の単独培養と、共培養系から得られる培養上清を回収して、質量分析において、培養液に含まれている分子を網羅的に解析する。複数の共培養系で同様の上皮間葉転換が観察されれば、これらの培養液の解析で共通して発現するものを、候補遺伝子として選択する。本遺伝をRNAi法でノックダウンした際に、SMA発現や、N-cadherinの発現にどのように影響を与えるのかを観察する。
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| Causes of Carryover |
Tie1発現がん細胞を試験管内で回収し、この細胞の悪性度を様々な方法で解析する予定であったが、腫瘍組織中にTie1陽性がん細胞が非常に僅少にしか存在しないことが判明し、この細胞を用いた解析ができなかったために、計画が遅延した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
Tie1陽性がん細胞の解析については、Tie1細胞外領域部分による可溶性Tie1の発現ができなくなったマウスでの、がんの悪性化変化の解析に、次年度使用額を使用する計画である。
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[Journal Article] APJ regulates parallel alignment of arteries and veins in the skin2015
Author(s)
Kidoya K, Naito H, Muramatasu F, Yamakawa D, Jia W, Ikawa M, Sonobe T, Tsuchimochi H, Shirai M, Adams RH, Fukamizu A, Takakura N.
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Journal Title
Dev Cell
Volume: inpress
Pages: inpress
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cell-sheet Therapy With Omentopexy Promotes Arteriogenesis and Improves Coronary Circulation Physiology in Failing Heart2015
Author(s)
Kainuma S, Miyagawa S, Fukushima S, Pearson J, Chen YC, Saito A, Harada A, Shiozaki M, Iseoka H, Watabe T, Watabe H, Horitsugi G, Ishibashi M, Ikeda H, Tsuchimochi H, Sonobe T, Fujii Y, Naito H, Umetani K, Shimizu T, Okano T, Kobayashi E, Daimon T, Ueno T, Kuratani T, Toda K, Takakura N, Hatazawa J, Shirai M, Sawa Y
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Journal Title
Mol Ther
Volume: 23
Pages: 374-386
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Atrial natriuretic peptide prevents cancer metastasis through vascular endothelial cells.2015
Author(s)
Nojiri T, Hosoda H, Tokudome T, Miura K, Ishikane S, Otani K, Kishimoto I, Shintani Y, Inoue M, Kimura T, Sawabata N, Minami M, Nakagiri T, Funaki S, Takeuchi Y, Maeda H, Kidoya H, Kiyonari H, Shioi G, Arai Y, Hasegawa T, Takakura N, Hori M, Ohno Y, Miyazato M, Mochizuki N, Okumura M, Kangawa K
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci USA
Volume: 112
Pages: 4086-4091
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evaluation of PSF1 as a prognostic biomarker for prostate cancer.2015
Author(s)
Tahara H, Naito H, Kise K, Wakabayashi T, Kamoi K, Okihara K, Yanagisawa A, Nakai Y, Nonomura N, Morii E, Miki T, Takakura N
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Journal Title
Prostate Cancer Prostatic Dis
Volume: 18
Pages: 56-62
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Myocardium-derived angiopoietin-1 is essential for coronary vein formation in the developing heart2014
Author(s)
Arita Y, Nakaoka Y, Matsunaga T, Kidoya H, Yamamizu K, Arima Y, Kataoka-Hashimoto T, Ikeoka K, Yasui T, Masaki T, Yamamoto K, Higuchi K, Park JS, Shirai M, Nishiyama K, Yamagishi H, Otsu K, Kurihara H, Minami T, Yamauchi-Takihara K, Koh GY, Mochizuki N, Takakura N, Sakata Y, Yamashita JK, Komuro I
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 5
Pages: 4452
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Selenoprotein P as a diabetes-associated hepatokine that impairs angiogenesis by inducing VEGF resistance in vascular endothelial cells.2014
Author(s)
Ishikura K, Misu H, Kumazaki M, Takayama H, Matsuzawa-Nagata N, Tajima N, Chikamoto K, Lan F, Ando H, Ota T, Sakurai M, Takeshita Y, Kato K, Fujimura A, Miyamoto K, Saito Y, Kameo S, Okamoto Y, Takuwa Y, Takahashi K, Kidoya H, Takakura N, Kaneko S, Takamura T
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Journal Title
Diabetologia
Volume: 57
Pages: 1968-1976
DOI
Peer Reviewed
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