口腔癌顎骨破壊病変におけるSHHを標的とした新規治療法の開発と個別化医療への応用

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26293428
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 志茂 剛 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (40362991)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉岡 徳枝 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (50362984)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ソニックヘッジホッグ / 口腔扁平上皮癌 / 破骨細胞

Outline of Annual Research Achievements

下顎歯肉癌顎骨切除標本を用い，ソニックヘッジホッグ（SHH）シグナルの局在を明らかにしたところ，正常下顎歯肉ではSHHおよび，SHH受容体Patchedおよびヘッジホッグシグナル分子Gli-2は発現しないが，扁平上皮癌に移行するに従い，癌細胞にSHH, Patched, Gli-２の発現を認めることが明らかとなった。骨髄に浸潤した扁平上皮癌微小環境を調べると，SHHは口腔扁平上皮癌から高産生され，PatchedおよびGli-2は破骨細胞および破骨細胞前駆細胞に発現することが明らかとなった。SHH蛋白質を破骨細胞前駆細胞に添加すると，Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand (RANKL)存在下で酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ（TRAP）陽性核細胞数ならびにDentin slice上での破骨細胞吸収能の亢進を認めることが明らかとなっていたため，RAW264.7細胞および骨髄細胞から単離したCD11b陽性細胞にSHHを直接添加すると，RANKL添加によるpERKおよびp38 MAPKのリン酸化の一過的な促進がSHH添加でこれらのリン酸化が持続することが明らかとなった。SHHが破骨細胞前駆細胞に与える直接的な影響を調べるためにSHHアゴニストをRAW264.7細胞に添加し，マイクロアレイ解析を行いGeneSpring GX v.13 (AgilentTechnologies)を用いて解析した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

正常下顎歯肉ではSHHシグナルは関与しないが，癌へ移行するとヘッジホッグシグナルは癌細胞に関与し，癌顎骨破壊微小環境においては，SHHが破骨細胞前駆細胞分化および活性化に関与することが明らかとなった。

Strategy for Future Research Activity

マイクロアレイ解析で明らかとなった新たなシグナル分子の癌顎骨破壊微小環境における発現ならびに役割を明らかとし，それらを制御した治療への展開をめざす。

Causes of Carryover

H27に当初計画よりも進展があったため，H28年度に実施予定であった，ヘッジホッグバイオマーカーとしての役割の一部をH27年度中に実施するため前倒し請求を行った。しかしながら，前倒し請求を行った時点での研究の進展が，当初の見積もりよりもやや遅れているため，H27年度の予算をH28年度も継続してヘッジホッグシグナル分子の機能解析にあてる必要性があり，次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

ヘッジホッグ関連シグナル分子シグナルの局在および機能解析を行う。

Research Products

• [Int'l Joint Research] The Children's Hospital of Philadelphia(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: The Children's Hospital of Philadelphia
• [Journal Article] Expression and role of sonic hedgehog in the process of fracture healing with aging (2016)
  • Author(s): Kenichi Matsumoto, Tsuyoshi Shimo, Naito Kurio, Tatsuo Okui, Kyoichi Obata, Masanori Masui, Pai Pang, Yuu Horikiri, Akira Sasaki
  • Journal Title: In Vivo Volume: 30 Pages: 99-105
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The role of Sonic hedgehog signaling in osteoclastogenesis and jaw bone destruction (2016)
  • Author(s): Tsuyoshi Shimo, Kenichi Matsumoto, Kiyofumi Takabatake, Eriko Aoyama, Yuichiro Takebe, Soichiro Ibaragi, Tatsuo Okui, Naito Kurio, Hiroyuki Takada, Kyoichi Obata, Pai Pang, Masahiro Iwamoto, Hitoshi Nagatsuka, Akira Sasaki
  • Journal Title: PLoS One Volume: 11 Pages: e0151731
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0151731
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Expression Pattern of Sonic Hedgehog Signaling and Calcitonin Gene Related Peptide in the Socket Healing Process after Tooth Extraction (2015)
  • Author(s): Pai Pang, Tsuyoshi Shimo, Hiroyuki Takada, Kenichi Matsumoto, Norie Yoshioka, Soichiro Ibaragi, Akira Sasaki
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 27 Pages: 353-356
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.09.139
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Expression Pattern of Sonic Hedgehog Signaling and Calcitonin Gene Related Peptide in the Socket Healing Process after Tooth Extraction (2015)
  • Author(s): Pai Pang, Tsuyoshi Shimo, Hiroyuki Takada, Kenichi Matsumoto, Norie Yoshioka, Soichiro Ibaragi, Akira Sasaki
  • Organizer: 12th National Conference on Oral and Maxillofacial Surgery in Conjunction with joint of China-Japan Joint Conference on Oral and Maxillofacial Surgery
  • Place of Presentation: Shanghai, China
  • Year and Date: 2015-09-24 – 2015-09-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hedgehog signaling in jawbone invasion of oral squamous cell carcinoma (2015)
  • Author(s): Tsuyoshi Shimo, Kenichi Matsumoto, Eriko Aoyama, Yuichiro Takebe, Takabatake Kiyofumi, Soichiro Ibaragi, Tatsuo Okui, Naito Kurio, Pang Pai, Hitoshi Nagatsuka, Akira Sasaki
  • Organizer: ASBMR 2015 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Seattle, WA, USA
  • Year and Date: 2015-09-09 – 2015-09-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The mechanical stimulation mediate the osteoblast differentiation through hedgehog signaling (2015)
  • Author(s): Kenichi Matsumoto, Tsuyoshi Shimo, Naito Kurio, Tatsuo Okui, and Akira Sasaki
  • Organizer: ASBMR 2015 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Seattle, WA, USA
  • Year and Date: 2015-09-09 – 2015-09-12
  • Int'l Joint Research