2014 Fiscal Year Research-status Report
乳癌内分泌療法抵抗性発生のメカニズムの解明とその克服：乳癌幹細胞の役割を中心に
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26461964
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
紅林 淳一 川崎医科大学, 医学部, 教授 (10248255)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森谷 卓也 川崎医科大学, 医学部, 教授 (00230160)
鹿股 直樹 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (60263373)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 乳癌 / 癌幹細胞 / エストロゲン / Hedgehogシグナル / Gli1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
乳癌内分泌療法抵抗性発生は、臨床の場において大きな問題となっているが、その発生メカニズムは不明な点が多い。我々は、「エストロゲンによる癌幹細胞 (cancer stem cells, CSC)の制御機構の破綻」が、内分泌療法抵抗性発生の一因となっているとの仮説を立てた。そこで、1) エストロゲン高感受性乳癌細胞株MCF-7と低感受性KPL-1細胞株において、CD44/CD24/EpCAM細胞表面マーカーによりCSCとnon-CSCに分離した後、エストロゲン添加により発現が亢進する遺伝子及び低下する遺伝子を網羅的にmRNA発現マイクロアレイを用い解析し、パラクリン機構を介してCSCの制御に関わることが予想される複数の遺伝子を同定した。候補遺伝子として、epidermal growth factor receptorのリガンドであるamphiregulinとbetacellulin及びchemokineの一つCXCL-12が抽出された。2) これら3候補遺伝子は、エストロゲンによる発現の増加が細胞増殖促進効果と良く相関したが、CSCの制御とは全く相関しなかった。同時期に、「幹細胞制御機構の要となるHedgehogシグナル伝達経路のeffectorであるGli1が、エストロゲン依存性乳癌細胞のエストロゲンによるCSC制御において重要な役割を果たしている」との研究仮説が別のグループから報告された。前述のマイクロアレイを用いた解析やその後行った定量RT-PCRによる検討において、Gli1がエストロゲンによりnon-canonical pathwayを介して発現が促進されることが確認された。また、non-canonical Hedgehogシグナル伝達阻害薬GANT61がエストロゲンによるGli1の発現やCSC増加作用を阻害することが確認された。また、乳癌内分泌療法の効果を増強する目的で、抗癌化学療法薬eribulinと抗エストロゲン薬との抗腫瘍効果やCSC制御に関する相互作用を検討し、両薬剤の相加的な効果が示された。
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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
当初の研究仮説である「エストロゲンによる乳癌CSCの制御は、non-CSCから分泌されるパラクライン因子を介して行われる」は、我々が行ったCSCとnon-CSCを分離後に行ったマイクロアレイ解析とその後の検証実験により否定的となった。そこで我々は、速やかに研究仮説を「幹細胞制御機構の要となるHedgehogシグナル伝達経路のeffectorであるGli1が、エストロゲン依存性乳癌細胞のエストロゲンによるCSC制御において重要な役割を果たしている」に変更し、この研究仮説をより詳細に検証するとともに、現在、新規抗腫瘍薬として注目されているnon-canonical Hedgehogシグナル伝達阻害薬GANT61を入手し、本薬剤の内分泌療法抵抗性乳癌細胞に対する抗腫瘍効果やCSC制御作用を検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、siRNAを用いたGli1やその他のHedgehogシグナル伝達関連因子発現の阻害などを取り入れ、新たな研究仮説のさらなる検証を予定している。さらに、GANT61の内分泌療法抵抗性乳癌細胞における抗腫瘍効果やCSC制御作用をin vitro, in vivoの実験モデルにおいて検証する予定である。また、乳癌標本を用い、様々なサブタイプの乳癌におけるHedgehogシグナル伝達経路関連因子の発現プロファイルを検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた4種類の乳癌細胞株を用いたエストロゲンによるCSCとnon-CSCに分画した後のmRNA発現マイクロアレイ解析は、2種類（MCF-7細胞株とKPL-1細胞株）の解析で候補遺伝子の同定に成功したため、解析費用は予定より少額で済んだ。一方、前述のように研究仮説を変更せざるを得なくなり、新たな研究対象としてHedgehogシグナル伝達の解析やその阻害薬を用いたCSC制御の研究が加わった。その結果、約20万円（交付決定額の約10%）が翌年に持ち越された。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
新たな研究仮説を検証するため、当初の予定に従いHedgehogシグナル伝達をsiRNAや特異的な阻害薬を用い、エストロゲンによるCSC増加を抑制することが可能かどうかを検討する。さらに、in vitro及びin vivoにおいて、これらの阻害薬が内分泌療法高感受性細胞ならびに低感受性細胞の細胞増殖やCSC比率に与える影響を検討する。また、内分泌療法低感受性あるいは抵抗性細胞においてHedgehogシグナル伝達の破綻が内分泌療法抵抗性に寄与しているとすれば、内分泌療法薬とこの阻害薬の併用により、相乗的な抗腫瘍効果やCSC比率の低下効果がみられることを検証する。さらに、原発乳癌標本（当大学附属病院で手術が行われた症例）を用い、免疫組織化学的手法により、Hedgehogシグナル伝達に関連する蛋白質の発現を半定量的に検討する予定である。これらの研究を実施するため、当初の予算通りに研究費を残りの年度で使用する予定である。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] The cell cycle profiling - risk score based on CDK1 and 2 predicts early recurrence in node-negative, hormone receptor-positive breast cancer treated with endocrine therapy.2014
Author(s)
Kim SJ, Masuda N, Tsukamoto F, Inaji H, Akiyama F, Sonoo H, Kurebayashi J, Yoshidome K, Tsujimoto M, Takei H, Masuda S, Nakamura S, Noguchi S
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Journal Title
Cancer Letters
Volume: 353
Pages: 217-223
DOI
Peer Reviewed
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