ヒト大腸上皮培養による大腸癌幹細胞の分化破綻機構解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Development of Novel Treatment Strategies Targeting Cancer Stem Cells
• Project/Area Number: 25130704
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 土屋 輝一郎 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 寄附講座准教授 (40376786)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 炎症発癌モデル / Atoh1 / 幹細胞可視化 / 癌幹細胞 / ニッチ形成

Outline of Annual Research Achievements

本計画は独自に開発した大腸上皮細胞の初代培養系を応用し癌化モデルによる正常幹細胞由来癌幹細胞の形成を空間的・経時的に解析することで癌幹細胞の特異性、機能維持機構を解明することを目的とする。本年度は、マウス由来大腸上皮の初代培養を行い、in vitroにおける炎症発がんモデルを確立するため、初代培養細胞にAOM処理を行い、さらに種々のサイトカインにて刺激するなど条件検討を行った。幹細胞可視化に関しては、レンチウイルスを用いて蛍光タンパクであるmCherryを初代培養細胞に導入することにより、１幹細胞の可視化に成功した。小腸初代培養細胞においてTLR5は基底側に限局して発現しており、フラジェリン添加によりサイトカインを産生することが明らかとなった。NFkB p65の免疫染色によりNFkBシグナルが作動する細胞を同定し、幹細胞も炎症刺激によりシグナルが作動することを明らかとした。また炎症発がんの特徴である粘液産生がんに着目し、粘液産生に寄与するAtoh1蛋白の機能解析を行い、粘液産生のみならずがん幹細胞性質、抗がん剤耐性機構まで関与することを明らかとし、TNFαがAtoh1蛋白を安定化させることにより、粘液形質を獲得することを発見した。炎症性腸疾患患者のがん部と非がん部の免疫染色を行い、炎症発がんではAtoh1が発現し粘液形質を維持することを明らかとした。
以上の成果は当初の研究計画をおおむね順調に遂行しており、ヒト大腸初代培養の確立および幹細胞可視化への条件検討は炎症発がんのモデルだけでなく、種々の病態、疾患予測に有用であると期待される。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Suppressing TGFβ signaling in regenerating epithelia in an inflammatory microenvironment is sufficient to cause invasive intestinal cancer. (2015)
  • Author(s): Oshima H, Nakayama M, Han TS, Naoi K, Ju X, Maeda Y, Robine S, Tsuchiya K, Sato T, Sato H, Taketo MM, Oshima M.
  • Journal Title: Cancer Res. Volume: 75 Pages: 766-776
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-14-2036.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RIPK3 regulates p62-LC3 complex formation via the caspase-8-dependent cleavage of p62. (2015)
  • Author(s): Matsuzawa Y, Oshima S, Nibe Y, Kobayashi M, Maeyashiki C, Nemoto Y, Nagaishi T, Okamoto R, Tsuchiya K, Nakamura T, Watanabe M
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 456 Pages: 298-304
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.11.075.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Associations of HLA class I alleles in Japanese patients with Crohn's disease. (2015)
  • Author(s): Oryoji D, Hisamatsu T, Tsuchiya K, Umeno J, Ueda S, Yamamoto K, Matsumoto T, Watanabe M, Hibi T, Sasazuki T.
  • Journal Title: Genes Immun. Volume: 16 Pages: 54-56
  • DOI: 10.1038/gene.2014.61.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorescent labelling of intestinal epithelial cells reveals independent long-lived intestinal stem cells in a crypt. (2014)
  • Author(s): Horita N, Tsuchiya K, Hayashi R, Fukushima K, Hibiya S, Fukuda M, Kano Y, Mizutani T, Nemoto Y, Yui S, Okamoto R, Nakamura T, Watanabe M.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 454 Pages: 493-499
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.10.091.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Distinct expression patterns of Notch ligands, Dll1 and Dll4, in normal and inflamed mice intestine (2014)
  • Author(s): Shimizu H, Okamoto R, Ito G, Fujii S, Nakata T, Suzuki K, Murano T, Mizutani T, Tsuchiya K, Nakamura T, Hozumi K, Watanabe M
  • Journal Title: PeerJ Volume: 2 Pages: e370
  • DOI: 10.7717/peerj.370.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] The Acquisition of Cancer Stemness by Atoh1 in Colitis Associated Cancer (2015)
  • Author(s): Kiichiro Tsuchiya, Keita Fukushima, Mamoru Watanabe
  • Organizer: 8th Annual World Congress of Regenerative Medicine & Stem Cells
  • Place of Presentation: 釜山（韓国）
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-21
  • Invited
• [Presentation] Innate immune spiral of intestinal epithelial cells by the long-term inflammation. (2014)
  • Author(s): Tsuchiya K, Hibiya S, Watanabe M
  • Organizer: The 73rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association.
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-25