2015 Fiscal Year Annual Research Report
新たな癌幹細胞特異的因子をターゲットにした消化器癌治療戦略
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26293173
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
妹尾 浩 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90335266)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 癌 / 消化器 / 幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代の癌治療を担う重要なストラテジーのひとつである、「癌幹細胞を標的とする治療」実現のためには、正常組織幹細胞に発現しない「癌幹細胞特異的なマーカー」を見いだすことが重要である。申請者らは、doublecortin-like kinase 1（Dclk1）が腸管の癌幹細胞と正常組織幹細胞を明確に区別する「癌幹細胞特異的マーカー」であることを報告した。そこで本研究では、平成27年度に以下の項目について検討した。
（１）腸管における新規の癌幹細胞特異的因子の網羅的同定：平成27年度は、腸管においてDclk1および他の幹細胞マーカーを用いて癌幹細胞分画をFACSによって収集した。cDNAマイクロアレイにより、Dclk1陽性細胞特異的に発現する因子を解析し、脂質代謝、酸化ストレスを制御する因子が高発現していることを見いだした。引き続いて、薬剤耐性や抗酸化ストレスなどの関連を検討中である。
（２）胃、膵臓、胆嚢など多臓器での癌幹細胞特異的因子の検証：平成26年度に作製した各臓器の癌モデルマウスとiDTRマウスとの交配を進めた。さらに、平成26年度に同定した腸管における癌幹細胞特異的な因子が、胃、膵臓、胆嚢など様々な消化器癌モデルマウスでどのような局在を示すかを免疫染色等で検討し、Dclk1陽性細胞に発現する諸因子は、消化器臓器横断的に癌幹細胞に発現していることを見いだした。
（３）消化器癌を横断する癌幹細胞標的治療の開発：平成26および27年度に引き続き、癌幹細胞に特異的に発現するキナーゼや酵素類の意義を確認した。その結果、複数のキナーゼ、および低分子量Gタンパク質の阻害によって、ヒト大腸癌細胞株、およびApcMinマウス腸腫瘍の増殖抑制が生じることを見いだした。また、本研究を進める過程で得られた新たな癌幹細胞特異的な膜表面蛋白候補を絞り込むことにも成功した。
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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
平成27年度には、当初計画していた実験のうち、そのほとんどにおいて、おおむね順調な進捗を示した。具体的に各項目を検討すると、
（１）腸管における新規の癌幹細胞特異的因子の網羅的同定：癌はTCA回路以外に、グルタミノリシスや低酸素環境に適応できる特異な代謝系を持つ。さらに幹細胞にも特有の代謝系が想定され、それらが癌幹細胞の治療抵抗性を含めた特異な性質に寄与している。平成27年度は、腸管においてDclk1および他の幹細胞マーカーを用いて癌幹細胞分画をFACSによって収集した。cDNAマイクロアレイにより、Dclk1陽性細胞特異的に発現する因子を解析し、脂質代謝、酸化ストレスを制御する因子が高発現していることを見いだした。引き続いて、薬剤耐性や抗酸化ストレスなどの関連を検討中である。
（２）胃、膵臓、胆嚢など多臓器での癌幹細胞特異的因子の検証：平成26年度に作製した各臓器の癌モデルマウスとiDTRマウスとの交配を進めた。さらに、平成26年度に同定した腸管における癌幹細胞特異的な因子が、胃、膵臓、胆嚢など様々な消化器癌モデルマウスでどのような局在を示すかを免疫染色等で検討し、Dclk1陽性細胞に発現する諸因子は、消化器臓器横断的に癌幹細胞に発現していることを見いだした。
（３）消化器癌を横断する癌幹細胞標的治療の開発：平成26および27年度に引き続き、癌幹細胞に特異的に発現するキナーゼや酵素類の意義を確認した。その結果、複数のキナーゼ、および低分子量Gタンパク質の阻害によって、ヒト大腸癌細胞株、およびApcMinマウス腸腫瘍の増殖抑制が生じることを見いだした。また、本研究を進める過程で得られた新たな癌幹細胞特異的な膜表面蛋白候補を絞り込むことにも成功した。
これらの実験結果は、当初の計画のほとんどを充足するものと思われ、本研究計画は、おおむね順調な達成状況を示すものと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26および27年度に得られた結果を基にして、平成28年度には、以下の研究を計画する。
（１）腸管における新規の癌幹細胞特異的因子の網羅的同定：Dclk1および他の幹細胞マーカーを用いて癌幹細胞分画をFACSによって収集し、これまでに同定した脂質代謝、酸化ストレスを制御する因子に加えて、核酸代謝やアミノ酸代謝に関係する代謝産物の検討も予定する。また、抗酸化ストレスのほか、薬剤耐性のメカニズムなど、癌幹細胞特有の代謝機構にも手掛かりを得たい。
（２）胃、膵臓、胆嚢など多臓器での癌幹細胞特異的因子の検証：各臓器の癌モデルマウスとiDTRマウスとの交配を完了し、解析を行う。ジフテリアトキシンによるDclk1陽性細胞の選択的排除が、各癌モデルの退縮をもたらすかを検証する。さらに、ヒト胃癌、膵癌、胆嚢癌などの臨床検体でも、同様にそれら因子の発現を確認し、マウスとヒトとの整合性を検証する。
（３）消化器癌を横断する癌幹細胞標的治療の開発：ヒト大腸癌細胞株、およびApcMinマウス腸腫瘍の増殖抑制を確認しえた複数のキナーゼ、および低分子量Gタンパク質に関して、活性を阻害する小分子化合物のスクリーニングに取り組む。さらに、消化器癌モデルマウスも用いて、「癌幹細胞特異的マーカー」を標的とする抗体医薬の可能性をより広く探る
癌幹細胞特異的マーカーDclk1を手掛かりとしたこれらの研究によって、癌幹細胞の本態に迫るとともに、具体的な癌分子標的治療のシーズ発掘および検証を行う。さらに得られた結果をとりまとめ、成果を発表する。これらの検討により、消化器臓器における癌幹細胞の本態に迫り、臓器横断的な「正常組織幹細胞を傷害しない、癌幹細胞標的治療」の実現を目指す。
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| Causes of Carryover |
平成27年度には、当初の実験計画に準じて、おおむね順調に研究が進んだ。しかし、網羅的な解析の一部、および多数の動物実験を用いたin vivo薬理薬効評価などについては、平成27年度に得たデータに基づいて、平成28年度に施行することがより効率的と考えられ、次年度使用額を設定した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度に得たデータに基づいて、網羅的な解析の一部、および多数の動物実験を用いたin vivo薬理薬効評価などを平成28年度に施行する。そのための解析費、動物飼育費等はより高額になることが想定され、研究の順調な進捗を図るためには、次年度使用額を予め計上することが妥当と思われる。
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[Journal Article] EP4 receptor-associated protein in macrophages ameliorates colitis and colitis-associated tumorigenesis.2015
Author(s)
Nakatsuji M, Minami M, Seno H, Yasui M, Komekado H, Higuchi S, Fujikawa R, Nakanishi Y, Fukuda A, Kawada K, Sakai Y, Kita T, Libby P, Ikeuchi H, Yokode M, Chiba T.
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Journal Title
PLoS Genet.
Volume: 11
Pages: e1005542
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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