高転移腫瘍の空間的トランスクリプトーム解析による癌転移の新しい予測・治療法の開発

• Project/Area Number: 22K19551
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 55:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
• Research Institution: Kyushu University (2023); Akita University (2022)
• Principal Investigator: 久場 敬司 九州大学, 医学研究院, 教授 (10451915)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 扁平上皮癌 / 腫瘍免疫 / 転移 / 空間的トランスクリプトーム / T細胞 / 好中球 / Galectin-7 / G-CSF / がん微小環境 / 空間的トランスクリプトーム解析

Outline of Research at the Start

マウス扁平上皮癌細胞の転移モデルの腫瘍組織について空間的トランスクリプトーム解析を行うことにより、腫瘍局所において転移を促進する因子としてMIE-1を見出した。腫瘍免疫抑制と転移促進の関連が示唆されたことから、癌細胞からのMIE-1分泌機構ならびにMIE-1による腫瘍免疫抑制の作用機序を解明すると同時に、食道癌患者の腫瘍組織、血液におけるMIE-1の発現量と転移、再発予後との関連を解明する。

Outline of Annual Research Achievements

今年度までに以下の研究成果が得られた。
・Galectin-7の同定とその発現制御機構の解明：免疫関連転移促進因子の実体としてGalectin-7 (Gal-7)を同定し、培養系で検討したところ、癌細胞が周囲のがん微小免疫環境の変化に応じてGal-7が分泌されているものと考えられた。サイトカインによる発現制御について、IFN-gやTNF-aによる影響を検討したところ、TNF-a処理により有意にGal-7の発現が低下した。よって、癌細胞と免疫細胞の相互作用によりGal-7の発現が制御されることが分かった。
・G-CSFによる癌細胞増殖の促進と好中球浸潤の誘導の２機能性の解明
高転移株のNR-S1M腫瘍においてG-CSFが発現上昇し好中球の腫瘍内浸潤が亢進していることを見出した。そこで、CRISPR/Cas9でG-CSFを欠損させたNR-S1M細胞を作製したところ、意外にもG-CSF欠損細胞はin vitroでの細胞増殖能が低下していた。さらにマウスの腫瘍移植実験では、原発腫瘍の増大が抑制され、リンパ節転移および肺転移が抑制された。この時、末梢の好中球の割合が減少し、CD8陽性T細胞の割合が増加していたので、Ly6G中和抗体により好中球を欠失させたところ、原発腫瘍の増殖がわずかではあるが有意に抑制されたことから、G-CSFを介した腫瘍関連好中球の誘導も原発腫瘍の増殖に寄与することが分かった。
・ヒト扁平上皮癌の臨床検体におけるGal-7とG-CSFの発現の検討：食道癌患者200例の原発腫瘍の組織マイクロアレイを用いてGal-7の免疫染色を行い、転移や予後などの臨床的悪性度とGal-7発現量との相関を検討したが、有意な相関は認められなかった。また、一方で、G-CSFの発現をヒト食道癌の組織マイクロアレイで解析したところ、G-CSF高発現群で有意に予後不良となることが分かった。

Research Products

• [Journal Article] Squamous cell carcinoma‐derived <scp>G‐CSF</scp> promotes tumor growth and metastasis in mice through neutrophil recruitment and tumor cell proliferation, associated with poor prognosis of the patients (2023)
  • Author(s): Kemuriyama Kohei、An Jianbo、Motoyama Satoru、Nagaki Yushi、Yamaguchi Tomokazu、Sato Yusuke、Wakita Akiyuki、Minamiya Yoshihiro、Kuba Keiji
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 28 Issue: 8 Pages: 573-584
  • DOI: 10.1111/gtc.13051
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TIGIT mediates activation-induced cell death of ILC2s during chronic airway allergy (2023)
  • Author(s): Yamada T, Tatematsu M, Takasuga S, Fuchimukai A, Yamagata K, Seki S, Kuba K, Yoshida H, Taniuchi I, Bernhardt G, Shibuya K, Shibuya A, Yamada T, Ebihara T.
  • Journal Title: J Exp Med Volume: 220 Issue: 7 Pages: 20222005-20222005
  • DOI: 10.1084/jem.20222005
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Apelin expression is downregulated in T cells in a murine model of chronic colitis (2023)
  • Author(s): Yamada D、Kojima Yi、Hosoya A、Suzuki、Watabe T、Inoue T、Tsugawa N、Asakawa T、Yonemoto Y、Onizawa M、Nemoto Y、Oshima S、Shimonaka M、Kuba Ki、Ishida J、Fukamizu A、Penninger JM、Watanabe M、Okamoto R、Nagaishi T
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 647 Pages: 72-79
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2023.01.068
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification of Galectin-7 as a crucial metastatic enhancer of squamous cell carcinoma associated with immunosuppression (2022)
  • Author(s): An Jianbo、Nagaki Yushi、Motoyama Satoru、Kuze Yuta、Hoshizaki Midori、Kemuriyama Kohei、Yamaguchi Tomokazu、Ebihara Takashi、Minamiya Yoshihiro、Suzuki Yutaka、Imai Yumiko、Kuba Keiji
  • Journal Title: Oncogene Volume: 41 Issue: 50 Pages: 5319-5330
  • DOI: 10.1038/s41388-022-02525-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ACE2-like enzyme B38-CAP suppresses abdominal sepsis and severe acute lung injury (2022)
  • Author(s): Minato Takafumi、Yamaguchi Tomokazu、Hoshizaki Midori、Nirasawa Satoru、An Jianbo、Takahashi Saori、Penninger Josef M.、Imai Yumiko、Kuba Keiji
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 17 Issue: 7 Pages: 0270920-0270920
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0270920
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Immunosuppression-elicited Galectin-7 is a crucial metastatic enhancer of squamous cell carcinoma (2022)
  • Author(s): Jianbo An, Yushi Nagaki, Midori Hoshizaki, Tomokazu Yamaguchi, Yuta Kuze, Yumiko Imai, Satoru Motoyama, Yutaka Suzuki, Keiji Kuba
  • Organizer: 第51回日本免疫学会学術集会
• [Presentation] 特異的がん微小環境にて誘導されるGalectin-7は 扁平上皮癌の転移促進因子である (2022)
  • Author(s): 安健博、長岐雄志、星崎みどり、山口智和、久世裕太 、今井由美子、本山悟、 鈴木穣、久場敬司
  • Organizer: 第96回日本薬理学会年会
• [Patent(Industrial Property Rights)] Galectin-7阻害剤を用いた癌転移抑制剤 (2022)
  • Inventor(s): 久場敬司、本山悟、安健博、鈴木穣
  • Industrial Property Rights Holder: 久場敬司、本山悟、安健博、鈴木穣
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2022