喫煙・飲酒による食道癌発癌における癌抑制遺伝子異常の機序解明と治療戦略の構築

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24591966
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 森田 勝 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (30294937)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂口 善久 独立行政法人国立病院機構九州医療センター(臨床研究センター), その他部局等, その他 (00215625) ; 藤 也寸志 独立行政法人国立病院機構(九州がんセンター臨床研究センター), その他部局等, その他 (20217459) ; 沖 英次 九州大学, 大学病院, 講師 (70380392) ; 掛地 吉弘 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80284488) ; 佐伯 浩司 九州大学, 大学病院, 助教 (80325448)
• Keywords: 食道癌 / 喫煙 / 飲酒 / 癌抑制遺伝子 / メチル化 / ポドプラニン / 上皮間葉移行

Research Abstract

食道扁平上皮癌におけるポドプラニン発現と上皮間葉移行(EMT)との関連：ポドプラニンは膜貫通型糖タンパクで、扁平上皮癌や中枢神経系腫瘍で発現し、癌細胞の浸潤亢進や転移促進が報告されている。その浸潤形態は上皮間葉移行(EMT）型と非EMT型とが存在し、議論の余地がある。今回、ポドプラニン遺伝子を食道癌細胞株に導入し、浸潤能の変化と浸潤形態を観察した。また臨床検体でポドプラニン発現と上皮系と間葉系マーカー発現との関連を免疫組織学的染色にて評価した。その結果、ポドプラニン導入株では浸潤能の亢進と共に集塊形成型の浸潤傾向が観察され、非EMT型の浸潤形態であった。臨床検体でポドプラニン陽性例は非EMT型の浸潤像を呈し、脈管侵襲を高率に伴い予後不良であった。したがって、ポドプラニンは食道癌の非EMT型の浸潤形態へ寄与し、食道癌の予後規定因子であることが示された。
食道癌におけるLong interspersed nuclear element-1 (LINE-1)メチル化の意義：LINE-1DNAのメチル化はゲノム全体のメチル化の指標とされている。癌細胞ではゲノム全体のメチル化レベルが低下し、癌の悪性度が高いほどメチル化は低下することが報告されている。食道癌にて検討したところLINE-1メチル化が低い症例では、進行癌の症例が有意に多く、また予後不良となる傾向があることから、LINE-1メチル化は予後因子となる可能性がある。さらに、正常食道のメチル化低下と喫煙量、飲酒量は有意に相関していることが判明した。したがって、喫煙、飲酒が食道全体のメチル化低下を惹起し、発癌と何らかの関わりがある可能性があることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究は「喫煙・飲酒による食道癌発癌における癌抑制遺伝子異常の機序解明と治療戦略の構築」と題し、p53を中心とした癌抑制遺伝子に注目し研究をすすめ、これまでに食道癌における癌抑制遺伝子p53の遺伝子変異パターン、染色体ダイナミックス解析が切除標本および細胞株レベルにおいて検討し、食道癌発生におけるＬＯＨのメカニズムおよび染色体不安定性との関係が明らかにしてきた。今回、ポドプラニンというタンパクに着目し、食道癌の浸潤および上皮間葉移行に関係していることを明らかにした。さらに、ＬＩＮＥ－１のメチル化を検討することにより、ゲノム全体の低メチル化が喫煙、飲酒と相関するのみでなく、食道癌の進展に深く関与している可能性が示唆された。これらの知見は食道癌の発生、進展を解明する上で非常に意義深いと考えられる。当初の計画において「喫煙、飲酒→代謝酵素異常による感受性の増加→癌抑制遺伝子異常→発癌」の仮説の検証およびその際に惹起される「癌抑制遺伝子の機能異常のメカニズム」が解明を目標としたが、ここまでの研究成果は機能異常のメカニズム解明につながるものであり、「研究はおおむね順調に進展している」と判断される。

Strategy for Future Research Activity

今回、明らかになった癌細胞におけるポドプラニンの発現の結果に加え、間質細胞におけるポドプラニンの発現についても検討し、相互の関係を比較検討すする。また、今回、あきらかとなった喫煙。飲酒とＬＩＮＥ－１のメチル化の相関をさらに症例をふやして検討するとともに、食道癌におけるp53遺伝子の遺伝子変異パターン、染色体ダイナミックス、と比較する。また、免疫組織化学染色やウェスタンブロットでタンパク発現を検討し、実際に発現異常につながっているか検討する。さらに、アルデヒド脱水素酵素―２（ＡＬＤＨ２）などアルコール代謝に関与する酵素の遺伝子多型および局所での発現との相関を検討し、代謝酵素の遺伝子多型に伴う各個人の発癌感受性が癌抑制遺伝子に及ぼす影響についても考察する。それにより、「喫煙、飲酒→代謝酵素異常による感受性の増加→癌抑制遺伝子異常→発癌」の仮説の検証が期待できる。
さらに、食道微小病変におけるp53遺伝子を解析し、免疫組織化学染色の結果を比較検討することにより遺伝子異常とタンパク発現の相関を検討するとともに、正常上皮、異型上皮、上皮内癌、浸潤癌における遺伝子異常を比較検討することにより癌化の各段階における遺伝子異常のメカニズムと喫煙・飲酒との関係につき考察する。同様の検討をポドプラニンの発現についても検討を行なう。
これらの結果をもとに、食道・頭頸部の扁平上皮癌の発生における喫煙、飲酒の関与、それらの標的遺伝子としての癌抑制標的遺伝子の位置づけ、さらにはDNA 変異、タンパク発現異常、染色体異常などのメカニズムを明らかにする一方で、酸化的DNA 損傷が癌抑制遺伝子変異に与える影響を検討する。さらに、発癌感受性の面から代謝酵素の食道組織における発現に着目し、癌抑制異常に及ぼす影響につき考察する。

Research Products

• [Journal Article] Technical improvement of total pharyngo-laryngo-esophagectomy for esophageal cancer and head and neck cancer. (2014)
  • Author(s): Morita M, Saeki H, Ito S, Ikeda K, Yamashita N, Ando K, Hiyoshi Y, Ida S, Tokunaga E, Uchiyama H, Oki E, Ikeda T, Yoshida S, Nakashima T, Maehara Y
  • Journal Title: Ann Surg Oncol Volume: 21 Pages: 1671-1677
  • DOI: 10.1245/s10434-013-3453-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Surgical strategies for esophageal cancer associated with head and neck cancer. (2014)
  • Author(s): Morita M, Saeki H, Ito S, Kimura Y, Yamashita N, Ando K, Hiyoshi Y, Tokunaga E,
  • Journal Title: Surg Today Volume: 44 Pages: 1603-1609
  • DOI: 10.1007/s00595-013-0713-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mortalin is a prognostic factor of gastric cancer with normal p53 function. (2014)
  • Author(s): Ando K, Oki E, Zhao Y, Ikawa-Yoshida A, Kitao H, Saeki H, Kimura Y, Ida S, Morita M,
  • Journal Title: Gastric Cancer Volume: 17 Pages: 255-622
  • DOI: 10.1007/s10120-013-0279-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gender differences in the prognosis after esophagectomy for esophageal cancer. (2014)
  • Author(s): Morita M, Otsu H, Kawano H, Kasagi Y, Kimura Y, Saeki H, Ando K, Ida S, Oki E, Tokunaga E, Ikeda T, Kusumoto T, Maehara Y
  • Journal Title: Surg Today Volume: 44 Pages: 502-512
  • DOI: 10.1007/s00595-013-0573-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oxidative DNA damage in human esophageal cancer: clinicopathological analysis of 8-hydroxydeoxyguanosine and its repair enzyme. (2014)
  • Author(s): Kubo N, Morita M, Nakashima Y, Kitao H, Egashira A, Saeki H, Oki E, Kakeji Y,Oda Y, Maehara Y
  • Journal Title: Dis Esophagus Volume: 未定 Pages: 未定
  • DOI: 10.1111/dote.12107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ann Surg Oncol (2014)
  • Author(s): Ida S, Morita M, Hiyoshi Y, Ikeda K, Ando K, Kimura Y, Saeki H, Oki E, Kusumoto T, Yoshida S, Nakashima T, Watanabe M, Baba H, Maehara Y:
  • Journal Title: Surgical resection of hypopharynx and cervical esophageal cancer with a history of esophagectomy for thoracic esophageal cancer. Volume: 21 Pages: 1175-1181
  • DOI: 10.1245/s10434-013-3454-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multimodal treatment strategy for clinical T3 thoracic esophageal cancer. (2014)
  • Author(s): Saeki H, Morita M, Tsuda Y, Hidaka G, Kasagi Y, Kawano H, Otsu H, Ando K, Kimura Y, Oki E, Kusumoto T, Maehara Y
  • Journal Title: Ann Surg Oncol Volume: 21 Pages: 未定
  • DOI: 10.1245/s10434-013-3192-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of second-line and later cetuximab-containing therapy and KRAS genotypes in patients with metastatic colorectal cancer: a multicenter study in Japan. (2014)
  • Author(s): Saeki H, Emi Y, Kumashiro R, Otsu H, Kawano H, Ando K, Ida S, Kimura Y, Tokunaga E, Oki E, Morita M, Shimokawa M, Maehara Y
  • Journal Title: Surg Today Volume: 未定 Pages: 未定
  • DOI: 10.1007/s00595-013-0716-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rad51 expression is a useful predictive factor for the efficacy of neoadjuvant chemoradiotherapy in squamous cell carcinoma of the esophagus. (2014)
  • Author(s): Nakanoko T, Saeki H, Morita M, Nakashima Y, Ando K, Oki E, Ohga T, Kakeji Y, Toh Y, Maehara Y
  • Journal Title: Ann Surg Oncol Volume: 21 Pages: 597-604
  • DOI: 10.1245/s10434-013-3220-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Small molecule agonists of PPAR-γ exert therapeutic effects in esophageal cancer. (2014)
  • Author(s): Sawayama H, Ishimoto T, Watanabe M, Yoshida N, Sugihara H, Kurashige J, Hirashima K, Iwatsuki M, Baba Y, Oki E, Morita M, Shiose Y, Baba H
  • Journal Title: Cancer Res Volume: 74 Pages: 575-585
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-13-1836
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Significance of preoperative evaluation of the right gastroepiploic artery graft to the coronary artery in patients undergoing abdominal surgery. (2014)
  • Author(s): Ito S, Yamaguchi S, Saeki H, Oki E, Tayama E, Ikejiri K, Morita M, Maehara Y
  • Journal Title: World J Surg Volume: 38 Pages: 1051-1057
  • DOI: 10.1007/s00268-013-2375-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IGF2 DMR0 methylation, loss of imprinting, and patient prognosis in esophageal squamous cell carcinoma. (2014)
  • Author(s): Murata A, Baba Y, Watanabe M, Shigaki H, Miyake K, Ishimoto T, Iwatsuki M, Iwagami S, Yoshida N, Oki E, Morita M, Nakao M, Baba H
  • Journal Title: Ann Surg Oncol Volume: 21 Pages: 1166-1174
  • DOI: 10.1245/s10434-013-3414-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Advances in esophageal surgery in elderly patients with thoracic esophageal cancer. (2013)
  • Author(s): Morita M, Otsu H, Kawano H, Kumashiro R, Taketani K, Kimura Y, Saeki H, Ando K, Ida S, Oki E, Tokunaga E, Ikeda T, Kusumoto T, Maehara Y
  • Journal Title: Anticancer Res Volume: 33 Pages: 1641-1647
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Surgical resection for esophageal cancer synchronously or metachronously associated with head and neck cancer. (2013)
  • Author(s): Morita M, Kawano H, Otsu H, Kimura K, Saeki H, Ando K, Ida S, Oki E, Ikeda T,Kusumoto T, Fukushima J, Nakashima T, Maehara Y
  • Journal Title: Ann Surg Oncol Volume: 20 Pages: 2434-2439
  • DOI: 10.1245/s10434-013-2875-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Contribution of BubR1 to oxidative stress-induced aneuploidy in p53-deficient cells. (2013)
  • Author(s): Ikawa-Yoshida A, Ando K, Oki E,Saeki H, Kumashiro R, Taketani K, Ida S, Tokunaga E, Kitao H, Morita M, Maehara Y
  • Journal Title: Contribution of BubR1 to oxidative stress-induced aneuploidy in p53-deficient cells. Volume: 2 Pages: 447-456
  • DOI: 10.1002/cam4.101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Podoplanin is expressed at the invasive front of esophageal squamous cell carcinomas and is involved in collective cell invasion. (2013)
  • Author(s): Nakashima Y, Yoshinaga K, Kitao H, Ando K, Kimura Y, Saeki H, Oki E, Morita M, Kakeji Y, Hirahashi M, Oda Y, Maehara Y
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 104 Pages: 1718-1725
  • DOI: 10.1111/cas.12286
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Newly developed liver-retraction method for laparoscopic gastric surgery using a silicone disc: The Φ-Shaped Technique. (2013)
  • Author(s): Saeki H, Oki E, Kawano H, Ando K, Ida S, Kimura Y, Morita M, Kusumoto T,Ikeda T, Maehara Y
  • Journal Title: J Am Coll Surg Volume: 216 Pages: e43-46
  • DOI: 10.1016/j.jamcollsurg.2013.02.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 食道癌に対する外科的切除1179例の治療成績の変遷 (2013)
  • Author(s): 森田勝、佐伯浩司、伊藤修平、日吉幸晴、安藤幸滋、沖英次、池田哲夫、内山秀昭、杉町圭史、山下洋市、池上徹、吉住朋晴、副島雄二、川中博文、三森功士、渡邊雅之、前原喜彦
  • Journal Title: 臨牀と研究 Volume: 90 Pages: 1364-1370
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 食道癌克服にむけた術式の工夫 (2013)
  • Author(s): 森田勝、佐伯浩司、伊藤修平、日吉幸晴、安藤幸滋、沖英次、池田哲夫、原田昇、内山秀昭、杉町圭史、山下洋市、池上徹、吉住朋晴、副島雄二、川中博文、三森功士、渡邊雅之、吉田聖、中島寅彦、前原喜彦
  • Journal Title: 臨牀と研究 Volume: 90 Pages: 1521-1528
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ハイリスク食道癌に対する手術適応の拡大 (2013)
  • Author(s): 森田勝、佐伯浩司、伊藤修平、日吉幸晴、安藤幸滋、沖英次、池田哲夫、原田昇、内山秀昭、杉町圭史、山下洋市、池上徹、吉住朋晴、副島雄二、川中博文、坂口善久、楠本哲也、三森功士、渡邊雅之、吉田聖、中島寅彦、前原喜彦
  • Journal Title: 臨牀と研究 Volume: 90 Pages: 1747-1754
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ハイリスク食道癌に対する二期手術への鏡視下手術の応用 (2013)
  • Author(s): 森田 勝、安藤幸滋、日吉幸晴、伊藤修平、佐伯浩司、沖英次、池田哲夫、前原喜彦
  • Organizer: 第26回日本内視鏡外科学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20131128-20131130
• [Presentation] Barrett 食道癌切除例の臨床病理学的検討 (2013)
  • Author(s): 森田 勝、安藤幸滋、井田智、木村和恵、伊藤修平、佐伯浩司、沖英次、楠本哲也、池田哲夫、前原 喜彦
  • Organizer: 第２１回日本消化器関連学会週間（JDDW2013）
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20131009-20131012
• [Presentation] ハイリスク食道癌に対する術後合併症予防の工夫と対処―二期手術の導入および難治性縫合不全に対する大胸筋弁被覆術― (2013)
  • Author(s): 森田 勝、武谷憲一、安藤幸滋、井田智、木村和恵、佐伯浩司、沖英次、楠本哲也、池田哲夫、前原喜彦
  • Organizer: 第6７回日本消化器外科学会総会
  • Place of Presentation: 宮崎
  • Year and Date: 20130717-20130719
• [Presentation] ハイリスク食道癌に対する二期手術の治療成績と鏡視下手術の導入 (2013)
  • Author(s): 森田 勝、安藤幸滋、井田智、木村和恵、伊藤修平、佐伯浩司、沖英次、楠本哲也、池田哲夫、前原喜彦
  • Organizer: 第67回日本食道学会学術集会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 20130613-20130614
• [Presentation] ハイリスク食道癌に対する外科的治療の工夫―チーム医療にもとづく周術期管理― (2013)
  • Author(s): 森田 勝、安藤幸滋、井田智、木村和恵、伊藤修平、佐伯浩司、沖英次、楠本哲也、池田哲夫、吉田聖、中島寅彦、前原喜彦
  • Organizer: 第38回日本外科系連合学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20130606-20130607
• [Presentation] 完全鏡視下を目指した食道切除・再建術 (2013)
  • Author(s): 森田勝、池田哲夫、神代竜一、安藤幸滋、井田智、木村和恵、佐伯浩司、沖英次、楠本哲也、前原喜彦
  • Organizer: 第113回日本外科学会定期学術集会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20130411-20130413
• [Presentation] 食道扁平上皮癌細胞と癌間質細胞における膜貫通型糖タンパクPodoplanin発現の意義 (2013)
  • Author(s): 日高 元、中島 雄一郎、由茅 隆文、笠木 勇太、財津 瑛子、津田 康雄、大津 甫、河野 浩幸、安藤 幸滋、井田 智、木村 和恵、佐伯 浩司、沖 英次、森田 勝 楠本 哲也、前原 喜彦
  • Organizer: 第113回日本外科学会定期学術集会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20130411-20130413
• [Presentation] 食道癌におけるLINE-1メチル化の検討 (2013)
  • Author(s): 河野浩幸、北尾洋之、日高元、笠木勇太、津田康雄、財津瑛子、由茅隆文、大津甫、安藤幸滋、井田智、木村和恵、佐伯浩司、沖英次、森田勝、楠本哲也、前原喜彦
  • Organizer: 第113回日本外科学会定期学術集会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20130411-20130413
• [Book] Johnson FE ed, Patient surveillance after cancer treatment (2013)
  • Author(s): Morita M, Maehara Y:
  • Total Pages: 538
  • Publisher: Springer Science + Business Media, New York
• [Book] BED-SIDE MEMO Surgery (2013)
  • Author(s): 森田 勝
  • Total Pages: 560
  • Publisher: 大道学館出版部
• [Remarks] 九州大学大学院 消化器・総合外科
  • URL: http://www.kyudai2geka.com/