2015 Fiscal Year Research-status Report
トラスツズマブ獲得耐性の機序:TGF-β/SMAD経路と上皮間葉転換の関与
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26461945
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
下田 雅史 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30644455)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
直居 靖人 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30646211)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | トラスツズマブ / TGFβ / SMAD3 / HER2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TGFβ-SMADシグナルは上皮間葉移行(EMT)や癌幹細胞化をはじめとして癌細胞により高い悪性度を付与する。また、このシグナルは薬剤耐性化にも関与している。しかし、TGFβ-SMADシグナルがtrastuzumabやlapatinibに対する耐性を誘導するかどうかは未だ不明である。
HER2陽性乳癌細胞株をTGFβで持続的に刺激したところ、ある種の細胞株のみが抗HER2薬に対する耐性を獲得した。耐性を獲得しなかった細胞株と比較して、耐性を獲得した細胞株ではSMAD3のリン酸化が強く促進され、幹細胞マーカーであるCD44+CD24-細胞分画の割合が増加していた。さらに、その細胞株ではTGFβ刺激によりmammosphereの形成能も増強していた。上記より、SMAD3が抗HER2薬の耐性化に関与することが示唆されたため、SMAD3の特異的阻害薬であるSIS3でSMAD3の活性化を阻害したところ、CD44+CD24-分画の増加が抑制され、抗HER2薬に対する耐性化も完全に阻止された。この時点でCD24の発現低下が抗HER2薬の耐性化に伴っていることが示されたため、術前にpaclitaxelおよびtrastuzumabを投与された症例において、その治療反応性と腫瘍におけるCD24の発現を検討したところ、CD24の高発現と良好な治療反応性が相関することが示唆された。さらに、trastuzumab存在下で長期培養することにより得られたtrastuzumab耐性乳癌細胞株をSIS3で処理すると、trastuzumabへの感受性が回復することが明らかとなった。
以上より、TGFβ/SMAD3経路が乳癌細胞の抗HER2薬に対する耐性化を誘導しうることが示された。さらにtrastuzumab耐性細胞の実験から、trastuzumab耐性の維持にもこの経路が関与していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度の5月に実験を担当していた大学院生が海外に転居（研究目的ではない）したため、フルタイムで実験を行うことのできる者がいなくなってしまった。この時点で論文化するのに必要なデータの半分程度を取得していた。そこで、申請者が実験を引き継ぎ、残る半分のデータを取得した。具体的には、(1) TGFβがSMAD3を活性化することで抗HER2薬の耐性化を誘導するが、その耐性化には細胞の幹細胞化が伴っていたこと、(2) 臨床検体を用いて乳癌における幹細胞マーカーであるCD24の発現とtrastuzumabの感受性に相関があったこと、(3) trastuzumabに耐性を示す細胞でもSMAD3の阻害によりtrastuzumab感受性が回復することを見出した。ここまでの成果は12月の国際学会で発表した。現在、論文投稿の準備を進めているところである。
もう一つの課題であるTGFβシグネチャーによる抗HER2薬感受性予測モデルの作成は次年度の課題として行うことにする（今後の研究の推進方策についても参照のこと）。
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| Strategy for Future Research Activity |
12月に行われた国際学会で本研究を発表した際、SMAD3の阻害が治療に結びつくのかが知りたいという声が多く聞かれ、TGFβシグネチャーによる予後予測への関心は今一つであった。そこで今後、trastuzumab耐性乳癌細胞のmouse xenotransplant modelやpatient-derived xenotransplant (PDX) modelを用い、SMAD3の低分子阻害薬SIS3によるtrastuzumab感受性の回復がin vivoで生じるかどうかをまず検討したい。また、マイクロアレイ解析によりTGFβシグネチャーを作成し、HER2陽性乳癌におけるtrastuzumabの感受性予測に応用できるかどうかも合わせて検討したい。
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