新しい癌細胞初代培養系（CTOS法）を用いた癌細胞の休眠状態と放射線感受性の検討

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25461937
• Research Institution: Research Institute, Osaka Medical Center for Cancer and Cardiovascular Disaeses
• Principal Investigator: 遠藤 洋子 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立成人病センター(研究所), 研究所, 研究員 (20359300)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 正宏 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立成人病センター(研究所), 研究所, 部長 (10342990)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 放射線感受性 / 低酸素 / 休眠状態 / 分化

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、新しい癌細胞初代培養系（CTOS法）を用いて癌細胞の休眠状態と放射線感受性を検討することを目的としている。大腸癌患者由来のCTOSは、1%O2かつ増殖因子非存在下で細胞増殖を停止し、休眠状態に陥る。この休眠状態は可逆的であり、再酸素化後速やかに細胞増殖を再開する。休眠状態の癌細胞は、化学療法および放射線治療に対して抵抗性であることから、癌の治療抵抗性および再発の起源となり得る。
本研究では、まずCTOSの放射線感受性を評価する実験系を樹立した。一般的な癌細胞株を用いた放射線感受性試験は、放射線照射後の分裂死を評価するコロニー形成試験で行われる。これに近い評価系として、我々はCTOSを一つずつ96ウエルプレートに撒き、9Gyを照射する実験系を樹立した。通常の培養条件の場合、9Gy照射後にはCTOSは低い確率（10%以下）で再増殖する。興味深いことに、CTOSのWnt活性を高めるとCTOSの再増殖率が上昇し、Wnt阻害剤の添加でこの反応が抑制されることを見出した（Josep et al. in preparation）。つまり、CTOSの再増殖は単純な放射線照射の確率論に加えて、癌細胞自身の感受性のheterogeneityによるところが大きいと考えられた。休眠状態のCTOSで同様の実験を行ったところ、増殖期のCTOSに比べて放射線感受性が低下した。
癌細胞のheterogeneityをもたらす要因として、我々は大腸癌由来のCTOSが分化する性質に着目した。休眠状態のCTOSでは、幹細胞性マーカーであるLGR5およびEpHB3の遺伝子発現が高く保たれていた。腸管上皮細胞の幹細胞はWnt活性が高いことから、休眠状態のCTOSは高いWnt活性の保持によって放射線抵抗性となっている可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Immuno-PET Imaging of HER3 in a Model in which HER3 Signaling Plays a Critical Role. (2015)
  • Author(s): Yuan Q, Furukawa T, Tashiro T, Okita K, Jin ZH, Aung W, Sugyo A, Nagatsu K, Endo H, Tsuji AB, Zhang MR, Masuko T, Inoue M, Fujibayashi Y, Saga T
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Pages: e0143076
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0143076
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Furospinosulin-1, Marine Spongean Furanosesterterpene, Suppresses the Growth of Hypoxia-Adapted Cancer Cells by Binding to Transcriptional Regulators p54(nrb) and LEDGF/p75. (2015)
  • Author(s): Arai M, Kawachi T, Kotoku N, Nakata C, Kamada H, Tsunoda S, Tsutsumi Y, Endo H, Inoue M, Sato H, Kobayashi M.
  • Journal Title: Chembiochem Volume: 17 Pages: 181-189
  • DOI: 10.1002/cbic.201500519
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic Change in p63 Protein Expression during Implantation of Urothelial Cancer Clusters. (2015)
  • Author(s): Yoshida T, Okuyama H, Nakayama M, Endo H, Tomita Y, Nonomura N, Nishimura K, Inoue M
  • Journal Title: Neoplasia Volume: 17 Pages: 547-585
  • DOI: 10.1016/j.neo.2015.07.004.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A limited overlap between intratumoral distribution of 1-(5-fluoro-5-deoxy-α-D-arabinofuranosyl)-2-nitroimidazole and copper-diacetyl-bis[N(4)-methylthiosemicarbazone]. (2015)
  • Author(s): Furukawa T, Yuan Q, Jin ZH, Aung W, Yoshii Y, Hasegawa S, Endo H, Inoue M, Zhang MR, Fujibayashi Y, Saga T
  • Journal Title: Oncology Reports Volume: 34 Pages: 1379-87
  • DOI: 10.3892/or.2015.4079
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of ERBB ligand-induced resistance mechanism to crizotinib by primary culture of lung adenocarcinoma with EML4-ALK fusion gene. (2015)
  • Author(s): Kimura M, Endo H, Inoue T, Nishino K, Uchida J, Kumagai T, Kukita Y, Kato K, Imamura F, Inoue M
  • Journal Title: Journal of Thoracic Oncology Volume: 10 Pages: 527-30
  • DOI: 10.1097/JTO.0000000000000381
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] MIG6 contributes to hypoxia-induced dormancy in primary cultured lung cancer cells with EGFR active mutation (2015)
  • Author(s): 遠藤 洋子
  • Organizer: 第74回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2015-10-08 – 2015-10-10
• [Presentation] MIG6はEGFR活性変異型肺がん細胞の低酸素による休眠状態誘導に寄与する (2015)
  • Author(s): 遠藤 洋子
  • Organizer: 第13回がんとハイポキシア研究会
  • Place of Presentation: 国立遺伝学研究所
  • Year and Date: 2015-06-05 – 2015-06-06
• [Remarks] 大阪府立成人病センター研究所 生化学部門
  • URL: http://www.mc.pref.osaka.jp/omc2/category/biochemistry.html