2016 Fiscal Year Annual Research Report
Pathology of Gastric Cancer for Precision Medicine
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26253021
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
深山 正久 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (70281293)
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| Project Period (FY) |
2014-06-27 – 2019-03-31
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| Keywords | 胃癌 / 病理学 / 個別化医療 / 分子型 / 多様性 / 間質間葉系細胞 / 幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胃癌は一様ではなく，組織像は多様多彩である．2014年発表された癌ゲノムアトラス（TCGA）ネットワークによる胃癌分子型分類では，EBウイルス関連胃癌，マイクロサテライト不安定性胃癌（MSI-H），ゲノム安定性胃癌（びまん型），染色体不安定性胃癌（腸型）の4型が挙げられている．胃癌における個別化医療をさらに推進するためには，びまん型，腸型を新たな観点でさらに再分類するとともに，サブタイプごとに，進展に伴う癌細胞の多様性の獲得機構について解明し，胃癌病理学を再構築する必要がある．本研究では，癌進展に伴う遺伝子変異蓄積過程を明確にすると同時に，サブタイプに特徴的な間質間葉系細胞の存在を探る．さらに，両者の相互作用を検証することでサブタイプごとに多様性を解き明かし，胃癌個別化医療を支える病理学の構築を目指している．
H28年度には，1) マイクロサテライト不安定性胃癌（MSI-H）に相当するミスマッチ修復酵素発現欠失胃癌（MMRD胃癌）を対象にARID1A発現消失の分布と推移について検討を加えた．2) EBウイルス関連胃癌では，PD-L1遺伝子増幅がPD-L1遺伝子発現細胞群の一部に生じることを見出した．3) EBウイルス関連胃癌の腫瘍間質におけるCD204陽性細胞，PD-L1陽性免疫細胞浸潤の意義について検討し， CD8陽性細胞による攻撃を回避する機構の一端を明らかにした．さらに，4) 進行胃癌を対象に，不均一性を克服するために，細胞膜に存在する分子CDH17，CLDN18を同時に標的とすることが，癌細胞検出ならびに治療に有効である可能性を示した．
今後も引き続き，サブグループごとに，進行に伴う多様性の検証，間質細胞の胃癌多様性への寄与，上皮幹細胞，癌幹細胞動態の面で解析を進めていく．
連携研究者は牛久哲男准教授，牛久綾特任講師，国田朱子助教，阿部浩幸助教である．
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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
A．進行に伴う多様性の検証：
各サブタイプにおける進展に関する遺伝子異常，発現異常について検討を進めるとともに，不均一性を克服できる手段についても検討を進めている．1) インフラマソーム関連分子として知られているNLRP3に着目して，胃癌における発現を検討したところ，びまん型胃癌において独立した予後不良因子となることを見出した．胃癌培養細胞株を用い，NLRP3がインフラマソーム機能とは別個に細胞遊走を促進することを示した．2) 進行胃癌を対象に，細胞膜に存在する分子CDH17，CLDN18の発現分布を検討し，92%の症例がいずれかに，比較的均一に陽性となり，両者を同時に癌細胞検出ならびに治療標的とすることで不均一性を克服できる可能性を示した．3) 胃癌周囲粘膜についてARID1A，p53，PIK3CA遺伝子異常が低頻度ではあるが検出できることを確認し，解析を進めている．
B．間質細胞の胃癌多様性への寄与：
EBウイルス関連胃癌における腫瘍微小環境に関して解析を進めている．とくにEBウイルス関連胃癌において腫瘍間質中のインターフェロンγ誘導性にPD-L1が癌細胞で発現している現象を見出し，その誘導機構について検討している．また，胃癌細胞から放出されるエクソソームによる微小環境制御について実験的に検討するため， EBウイルス関連胃癌培養細胞株，EBウイルス感染胃癌細胞株培養液からエクソソームを単離した．単離エクソソーム添加による骨髄由来間葉系幹細胞の遺伝子発現変化を解析するとともに，CD8陽性リンパ球，樹状細胞機能への影響について検討している．
C．上皮幹細胞，癌幹細胞動態：
種々の 胃癌細胞，胃細胞におけるCD44，CD133発現について，フローサイトメーターを用いて解析を進めている．MACS磁気細胞分離法によるCD44陽性胃癌細胞の回収，ヌードマウスへの移植実験を行っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
胃癌分子分類における4つのサブグループ（EBウイルス関連胃癌，マイクロサテライト不安定(MSI-H)胃癌，染色体不安定胃癌，ゲノム安定胃癌）について，引き続き，遺伝子異常に基づいたサブタイプの同定，進展機構の解析を進めていく．
Ａ．進行に伴う多様性の検証：1）進展部位ごとの遺伝子異常蓄積過程：平成29年度も，個々の癌の進展による遺伝子異常蓄積過程をサブタイプごとに，粘膜内，粘膜下層，筋層以深で系統的に追跡する．2）先行病変，先行異型上皮：胃癌周囲粘膜について解析を進め， EBウイルス関連胃癌，MSI-H胃癌などで高頻度に報告されたARID1A変異に着目し，癌の周囲粘膜において発現異常部位に対応してシーケンシングを行う．
Ｂ．間質細胞の胃癌多様性への寄与：1）特徴的間質間葉系細胞の同定を目指す実験的アプローチ：癌間質へ新たに動員される骨髄由来間葉系幹細胞が，間質の特徴を最も反映していると推定される．現在，細胞間情報を担う小胞として最近注目されているエクソソームに着目し，胃癌細胞由来エクソソームを添加した後の発現プロファイルの変化を検討する． 2）癌間質細胞CAF，固有層間質細胞に発現する特徴的分子の発現：とくに，粘膜固有間質の性状を規定する固有層間質細胞との比較検討を進める．
Ｃ．上皮幹細胞，癌幹細胞動態と上皮・間質相互作用：1）幹細胞動態：EBウイルス関連胃癌を対象に，上皮幹細胞と癌幹細胞との関連について解析を進める．2）上皮・間質相互作用：胃オルガノイドを作製し，幹細胞の発癌過程研究に用いる．また，胃癌オルガノイドの作製により，間質細胞との相互作用を解析する．
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[Journal Article] Tumor ｃontent ｃhart-assisted HER2/CEP17 digital PCR analysis of gastric cancer biopsy specimens．2016
Author(s)
Matsusaka K, Ishikawa S, Nakayama A, Ushiku T, Nishimoto A, Urabe M, Kaneko N, Kunita A, Kaneda A, Aburatani H, Fujishiro M, Seto Y, Fukayama M
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Journal Title
PLos One
Volume: 11
Pages: e0154430
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Comprehensive mutation profiling of mucinous gastric carcinoma.2016
Author(s)
Rokutan H, Hosoda F, Hama N, Nakamura H, Totoki Y, Furukawa E, Arakawa E, Ohashi S, Urushidate T, Satoh H, Shimizu H, Igarashi K, Yachida S, Katai H, Taniguchi H, Fukayama M, Shibata T.
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Journal Title
J Pathol
Volume: 240
Pages: 137-148
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Coupling CDH17 and CLDN18 markers for comprehensive membrane-targeted detection of human gastric cancer.2016
Author(s)
Matsusaka K, Ushiku T, Urabe M, Fukuyo M, Abe H, Ishikawa S, Seto Y, Aburatani H, Hamakubo T, Kaneda A, Fukayama M
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Journal Title
Oncotarget
Volume: 7
Pages: 64168-64181
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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