腫瘍血管内皮分泌タンパクを用いた腎がんの転移予測

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26462390
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 篠原 信雄 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90250422)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 間石 奈湖 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教 (00632423) ; 土屋 邦彦 北海道大学, 大学病院, 助教 (50374442)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 腫瘍血管新生 / biglycan / LOX / 転移 / 腫瘍血管内皮

Outline of Annual Research Achievements

平成27年度はがん細胞と腫瘍血管内皮細胞の相互作用の解析を行った．転移能の異なる腫瘍を皮下移植したマウスから分離された腫瘍血管内皮細胞がそれぞれLOX, Biglycan の発現が異なることを見いだしている．そこでLOX、biglycanの発現に相違がある腫瘍血管内皮細胞を用いて，がん細胞との細胞間相互作用を解析した．腫瘍血管内皮細胞が分泌するLOXまたはbiglycanは、がん細胞の増殖、浸潤に直接作用する可能性がある．　LOX（もしくはbiglycan）高分泌の腫瘍血管内皮細胞はこれらの分泌の少ない腫瘍血管内皮細胞と比較しがん細胞株の浸潤をより誘導するのかを解析する．方法としてはMatrigelでコートしたTranswellを用いて、上室にがん細胞株(ヒト)下室に腎腫瘍血管内皮細胞（マウス）をおいて、VEGF-A 10ug/mLを添加し16時間培養の後、浸潤した細胞をカウントする。これにより申請者らが推察している腫瘍血管内皮細胞が分泌するLOXおよびbiglycanによる腎がん細胞の浸潤促進作用がin vitroにおいて明らかになった．さらに， がん細胞と腫瘍血管内皮細胞との同時皮下移植マウスを用いた肺転移の解析を行った．腎がん細胞と腎腫瘍血管内皮細胞との皮下同時移植マウスにおける肺転移を解析した．がん細胞と腫瘍血管内皮細胞をマウス皮下に同時移植し腫瘍の増殖を経時観察した．摘出した腫瘍と肺転移巣の免疫組織染色を行った．これにより腫瘍血管内皮細胞が分泌するLOXにより，肺転移巣の細胞間基質コラーゲン線維の架橋結合が増えて癌の転移に促進的に働いていることが示唆された．また，がん細胞と腫瘍血管内皮細胞との皮下同時移植マウスの血漿において biglycanを測定したところ，細胞移植後4週間経過した際にレベルが急に上昇することがわかり，腫瘍血管内皮由来因子ががんのバイオマーカーとして，また転移の予測マーカーになり得る可能性が示唆された．

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通り，がん患者の血清を用いてbiglycan の検出を試みているが，腫瘍組織の凍結切片が用意可能な症例を用いて，血清中のbiglycan が確かに腫瘍血管由来であることを同時に検証しながら解析をすすめている．
血液と凍結標本の両方をそろえられる症例を選びながら検討をおこなっているため，症例数を確保することに時間がかかっている．一方，マウス腫瘍モデルを用いて腫瘍血管由来のLOX,　biglycanの転移における機能解析は順調に解析を進めることができているため，そちらのほうをすすめている．Biglycan の発現が異なる腫瘍血管内皮細胞の樹立も高転移，低転移腫瘍から分離することができており，平成27年度計画の実行に向けてのマテリアルが得られた．また，腫瘍細胞にルシフェラーゼを導入することにより，肺の微小転移を検出する系も立ち上げることができたことも大きな進捗である．また，腫瘍血管内皮細胞が分泌するLOX（もしくはbiglycan）ががん細胞の浸潤／転移を促進する可能性に迫るためにin vitro において腎がん細胞の浸潤促進作用を解析することができた．また， がん細胞と腫瘍血管内皮細胞との同時皮下移植マウスを用いて，腎腫瘍血管内皮細胞ががんの転移を促進する可能性を示すことができた．腫瘍血管内皮マーカーであるLOXとbiglycanの転移における機能の解明は計画通り概ね順調に進んでいる．

Strategy for Future Research Activity

転移性腎がん患者血清を用いたLOX、biglycanの診断ツールとしての可能性の探索を行う．がん治療において新規分子標的薬の開発が盛んであるが、臨床の現場ではこれらの中から患者個別に効果のある薬剤を事前に推測することはできず、治療効果と予後の予測ができるマーカーは現時点で存在しない。まず，マウス腫瘍モデルを用いて治療前後の血液を用いてこれらのマーカーのレベルを測定する．なお，がんの微小転移の検索を可能とするために蛍光発現した腫瘍細胞を用いて腫瘍モデルを作成する．転移の有無をIVISにより解析し，循環腫瘍細胞数の測定も行い，腫瘍細胞の血管内浸潤の有無を検討する．また，遠隔転移臓器における微小転移の有無を含む組織微小環境の変化（組織の線維化，骨髄由来細胞の集積）なども組織学的に検討し，腫瘍血管内皮マーカーの血中レベルとの関連の有無を解析する．

Causes of Carryover

臨床検体を用いた検討に時間がかかっているため次年度に繰り越すことになった．

Expenditure Plan for Carryover Budget

当初予定していた通り，組織学的解析に必要な試薬や抗体に充てる予定である．

Research Products

• [Journal Article] Five-point Likert scaling on MRI predicts clinically significant prostate carcinoma. (2015)
  • Author(s): Harada T, Abe T, Kato F, Matsumoto R, Fujita H, Murai S, Miyajima N, Tsuchiya K, Maruyama S, Kudo K, Shinohara N
  • Journal Title: BMC urol Volume: 91 Pages: Epub
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical significance and therapeutic potential of prostate cancer antigen-1/ALKBH3 in human renal cell carcinoma. (2015)
  • Author(s): Hotta K, Sho M, Fujimoto K, Shimada K, Yamato I, Anai S, Harada H, Tsujikawa K, Konishi N, Shinohara N, Nakajima Y
  • Journal Title: Oncol reports Volume: 34 Pages: 648-654
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of a subgroup with worse prognosis among patients with poor-risk testicular germ cell tumor. (2015)
  • Author(s): Kojima T, Kawai K, Tsuchiya K, Abe T, Shinohara N, Tanaka T, Masumori N, Yamada S, Arai Y, Narita S, Tsuchiya N, Habuchi T, Nishiyama H
  • Journal Title: Int J Urol Volume: 22 Pages: 923-927
  • DOI: 10.1111/iju.12844
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prospective mapping of lymph node metastasis in Japanese patients undergoing radical cystectomy for bladder cancer: characteristics of micrometastasis. (2015)
  • Author(s): Matsumoto R, Takada N, Abe T, Minami K, Harabayashi T, Nagamori S, Hatanaka KC, Miyajima N, Tsuchiya K, Maruyama S, Murai S, Shinohara N
  • Journal Title: Jpn. J. Clin. Oncol Volume: 45 Pages: 874-880
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CRK adaptor protein induces epithelial-mesenchymal transition and metastasis of bladder cancer cells via HGF/c-Met feedback loop. (2015)
  • Author(s): Matsumoto R, Tsuda M, Wang L, Maishi N, Abe T, Kimura T, Tanino M, Nishihara H, Hida K, Ohba Y, Shinohara N, Nonomura K, Tanaka S
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 106 Pages: 709-717
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diagnostic outcome of ureteroscopy in urothelial carcinoma of the upper urinary tract: Incidence of later cancer detection and its risk factors after the first examination. (2015)
  • Author(s): Murahashi N, Abe T, Shinohara N, Murai S, Harabayashi T, Sazawa A, Maruyama S, Tsuchiya K, Miyajima N, Hatanaka K, Nonomura K
  • Journal Title: BMC Urol Volume: 92 Pages: Epub
  • DOI: 10.1186/s12894-015-0086-6.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phase 1/2 study of S-1 in combination with sorafenib for metastatic renal cell carcinoma. (2015)
  • Author(s): Naito S, Sakai H, Hashine K, Tomita T, Shinohara N, Fujisawa M, Eto M, Ozono S, Akaza H
  • Journal Title: Ann Oncol Volume: 26 Pages: 1871-1876
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prognosis of Japanese patients with previously untreated metastatic renal cell carcinoma in the era of molecular-targeted therapy. (2015)
  • Author(s): Shinohara N, Obara W, Tatsugami K, Naito S, Kamba T, Takahashi M, Murai S, Abe T, Oba K, Naito S
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 106 Pages: 618-626
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Japanese Society of Renal Cancer: Role of cytoreductive nephrectomy for Japanese patients with primary renal cell carcinoma in the cytokine and targeted therapy era. (2015)
  • Author(s): Tatsugami K, Shinohara N, Kondo T, Yamasaki T, Eto M, Tsushima T, Terachi T, Naito S
  • Journal Title: Int J Urol Volume: 22 Pages: 736-740
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CXCL 12-CXCR7 axis is important for tumor endothelial cell angiogenic property (2015)
  • Author(s): Yamada K., Maishi N., Akiyama K., Alam Mohammad Towfik, Ohga N., Kawamoto T., Shindoh M. Takahashi N., Kamiyama T., Hida Y., Taketomi A. and Hida K.
  • Journal Title: Int J Cancer Volume: 137 Pages: 2825-2836
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of multidrug transporter in tumor endothelial cells enhances antiangiogenic effects of low-dose metronomic paclitaxel (2015)
  • Author(s): Akiyama K., Maishi N., Ohga N., Hida Y., Ohba Y., Alam Mohammad Towfik, Kawamoto T., Ohmura H., Yamada K., Torii C., Shindoh M. and *Hida K.
  • Journal Title: Am J Pathol Volume: 185 Pages: 572-580
  • Peer Reviewed