がん細胞のがん幹細胞化における分子基盤の解明とその制御

• 研究課題/領域番号: 17659091
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 大阪大学 (2006); 金沢大学 (2005)
• 研究代表者: 高倉 伸幸 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (80291954)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 癌 / がん幹細胞 / 発生分化

研究概要

近年、固形がんは単一のがん細胞集団により形成されているのではなく、多剤耐性能を有するがん幹細胞とそれより分化し過剰増殖するいわゆるがん細胞によって形成されていることが解明されてきた。このことは、がん治療におけるがん退縮後の再発機構にがん幹細胞の貢献性が高いことを示唆し、がん幹細胞をターゲットとしたがん治療法の開発の重要性が考慮される。しかし現在、がん細胞がいかなる分子機序によりがん幹細胞化するのかについては全く不明のままである。そこで、成体内の組織細胞と幹細胞の細胞融合のメカニズムに着目し、がん細胞と、造血幹細胞との細胞融合によるがん細胞のがん幹細胞化の可能性につき検討した。昨年度、試験管内では造血幹細胞とメラノーマ細胞株B16の混合培養により、血液細胞と融合したB16細胞が、10-10^3個で、マウスに腫瘍を形成させることから、この融合がん細胞の悪性化を示したが、本年度は生体内で同様の現象が生じるか否かを検討した。CAT遺伝子をLoxPでサンドイッチにしたコンストラクトの下流にGFPを連結した遺伝子をCAGプロモーターの制御下で発現する発現プラスミドを作成しB16細胞に遺伝子導入した。次にアクチンプロモーター制御下でCreリコンビネースを発現するマウス由来の骨髄を用いて、野生型マウスの骨髄を再構築させたマウスを作製した。このマウスに先のCAT-Floxed-GFPを発現させたB16細胞を移植したところ、一部のB16細胞にGFPを発現する細胞が出現した。このGFP陽性B16細胞を回収し、再度10個の細胞をマウスに移植すると、GFP陽性と陰性のB16細胞による腫瘍形成が誘導された。このことは骨髄細胞と腫瘍細胞が融合した細胞は、非常に僅少の細胞でがんを再構築できることを意味し、これらががん幹細胞としての形質を獲得したことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] A novel approach for myocardial regeneration with educated cord blood cells cocultured with cells from brown adipose tissue. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Yokoyama SI, Fukuda N, Kidoya H, Huang XY, Naitoh H, Satoh N, Takakura N
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. (in press)
• [雑誌論文] Expression of angiogenic and neurotrophic factors in the progenitor cell niche of adult monkey subventricular zone. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tonchev AB, Yamashima T, Guo J, Chaldakov GN, Takakura N
  • 雑誌名: Neuroscience (in press)
• [雑誌論文] Cardiac stem cells in brown adipose tissue express CD133 and induce bone marrow non-hematopoietic cells to differentiate into cardiomyocytes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Yokoyama S, Wang XD, Fukuda N, Takakura N
  • 雑誌名: Stem Cells (in press)
• [雑誌論文] Physiological pathway of differentiation of hematopoietic stem cell population into mural cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Takakura N
  • 雑誌名: J Exp Med 203 ページ: 1055-1065
• [雑誌論文] Roles of HIPK1 and HIPK2 in AML1- and p300-dependent transcription, hematopoiesis and blood vessel formation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Aikawa Y, Nguyen LA, Isono K, Takakura N, Tagata Y, Schmitz ML, Koseki H, Kitabayashi I
  • 雑誌名: EMBO J 25 ページ: 3955-3965
• [雑誌論文] Negative Regulation of VEGF-Induced Vascular Leakage by Blockade of Angiotensin II Type 1 Receptor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Hosokawa K, Kidoya H, Takakura N
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol 26 ページ: 2673-2680
• [雑誌論文] Role of hematopoietic lineage cells as accessory components in blood vessel formation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takakura N.
  • 雑誌名: Cancer Sci 97 ページ: 568-574
  • NAID: 10018175360
• [雑誌論文] Cardiac progenitor cells in brown adipose tissue repaired damaged myocardium. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Wang XD, Yokoyama S, Fukuda N, Takakura N
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 342 ページ: 662-670
• [雑誌論文] Identification and characterization of mouse PSF1-binding protein, SLD5. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kong L, Ueno M, Itoh M, Yoshioka K, Takakura N
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 339 ページ: 1204-1207
• [雑誌論文] Platelet derived growth factor receptor alpha is essential for establishing a microenvironment that supports definitive erythropoiesis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Li WL, Yamada Y, Ueno M, Nishikawa S, Takakura N
  • 雑誌名: J Biochem (Tokyo) 140 ページ: 267-273
  • NAID: 10018843126
• [雑誌論文] Loss of HB-EGF in smooth muscle or endothelial cell lineages causes heart malformation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nanba D, Kinugasa Y, Morimoto C, Koizumi M, Yamamura H, Takahashi K, Takakura N, Mekada E, Hashimoto K, Higashiyama S
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 350 ページ: 315-321
• [雑誌論文] Differential cell division history between neutrophils and macrophages in their development from granulocyte-macrophage progenitors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Y, Katayama N, Masuya M, Miyata E, Ueno M, Ohishi K, Nishii K, Takakura N, Shiku H
  • 雑誌名: Br J Haematol 135 ページ: 725-731
• [雑誌論文] Identification and characterization of mouse PSF1-binding protein, SLD5 (2006)
  • 著者名/発表者名: Kong L.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 339・4 ページ: 1204-1207
• [雑誌論文] Cardiac progenitor cells in brown adipose tissue repaired damaged myocardium (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 342・2 ページ: 662-670
• [雑誌論文] PSF1 is Essential for Early Embryogenesis in Mice (2005)
  • 著者名/発表者名: Ueno M.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 25・23 ページ: 10528-10532
• [雑誌論文] Hematopoietic cells regulate the angiogenic switch during tumorigenesis (2005)
  • 著者名/発表者名: Okamoto R.
  • 雑誌名: Blood 105・7 ページ: 2757-2763
• [雑誌論文] Physiological pathway of differentiation of hematopoietic stem cell population into mural cells
  • 著者名/発表者名: Yamada Y.
  • 雑誌名: J Exp Med (印刷中)
• [雑誌論文] Role of hematopoietic lineage cells as accessory components in blood vessel formation
  • 著者名/発表者名: Takakura N.
  • 雑誌名: Cancer Science (印刷中)
  • NAID: 10018175360