ヒト初代培養乳癌幹細胞における浸潤・転移能獲得の分子機構解明

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25461972
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 坂東 裕子 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (00400680)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大根田 修 筑波大学, 医学医療系, 教授 (30311872)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 乳癌 / 癌幹細胞 / aldehyde dehydrogenase / 低酸素 / 初代培養

Research Abstract

近年の乳癌治療は、一定の局所奏功率や予後延長効果をみとめているが、死亡率は依然、上昇傾向にある。有効な治療法の検討は重要であるが、さらに近年固形癌における癌幹細胞（CSCs）の概念が注目されており、これらの有する高い腫瘍形成能及び転移能、治療抵抗性の克服が課題と考えられる。乳癌におけるCSCsのマーカーとしてはこれまでCD44+/CD24-, aldehyde dehydrogenase（ALDH）などが報告されている。
本研究では、luminal type乳癌手術検体より初代培養した原発性乳癌細胞におけるCSCsの機能解析を行い、ホルモン治療及び抗癌剤、分子標的薬剤の位置づけを行うとともに、ALDHの治療効果予測因子としての有効性を検討することを目的とした。
研究利用に同意された患者の手術検体を使用し、乳癌細胞の初代培養を行った。得られた検体はほぼ全てにおいてCD44+/CD24-の発現パターンを示し、ALDH活性陽性細胞率は症例により差が認められた。初代培養として樹立した2サンプルに対しAldefluorを用いてALDH high groupとALDH low groupに分離した。mammosphere assay及び尾静脈移植モデルでCSC abilityについて検討したところ、いずれもALDH high groupにおいて有意に高い足場非依存性増殖能、自己複製能、転移能を認めた。
またALDH high groupとALDH low groupを通常酸素条件と低酸素条件で同時に培養し、Aldefluorで解析を行った結果、通常酸素条件では2つのグループ間でALDH陽性細胞率に差が見られなかったが、低酸素条件下ではALDH high groupで有意にALDH陽性細胞率の上昇が認められた。この結果より、低酸素条件がCSC の維持及び増殖に関与している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度までの研究により、胸水由来乳癌初代培養細胞及び原発腫瘍由来乳癌初代培養細胞での低酸素環境における傾向が類似することが明らかとなった。また、当研究室の先行研究である胸水由来初代培養細胞の解析により、HIF-1αタンパク質がALDH陽性細胞で高発現し、血管新生や転移に関わる遺伝子の発現を上昇させることが示されており、原発腫瘍由来乳癌細胞においても同様の傾向が認められるか等、今後の検討課題が既に決定している。

Strategy for Future Research Activity

Aldefluorによる分離により、同一サンプル由来のALDH活性及びCSC abilityが異なる2グループ間での比較が可能となった。低酸素条件下におけるCSC の維持及び増殖の可能性が示唆されていることから、今後は他のサンプルにおいても同様の傾向が見られるか検討していく。また、CSCの維持に寄与する因子として、低酸素応答因子HIF-1αやその他の因子の関わりについて検討を行っていく。
また、CSCsに対する化学療法・放射線療法抵抗性についての報告は古くからあるが、luminal type乳癌におけるCSCsとホルモン療法及び分子標的薬剤に関する検討はいまだ不十分である。今後これらの薬剤の単剤・併用の選択指標も臨床上重要となってくると考えられ、2グループ間における薬剤感受性及びALDH・CSCs関連遺伝子の治療予測マーカーとしての意義についても検討していく。