大腸がん症例の制御性T細胞の血液中バイオマーカーになるmicroRNAの同定

• 研究課題/領域番号: 17K19608
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 腫瘍学およびその関連分野
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 三森 功士 九州大学, 大学病院, 教授 (50322748)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2017年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: Treg / microRNA / 大腸癌 / 制御性T細胞 / バイオマーカー

研究実績の概要

近年、メラノーマに対する抗PD-1抗体の非常に高い奏効率を受けて、固形がんに対する抗腫瘍免疫応答が注目されており、免疫応答機構の存在にも関わらず、腫瘍内多様性を減少させることが出来ていないことは、大腸がん局部での免疫応答が正常に機能していないことが示唆される。免疫応答機構は大腸がんの転移再発と予後を決める要因と考えられ、大腸がんにおける免疫応答と腫瘍細胞の反応機序の解明は重要な課題である。特に、がん抗原に対する免疫応答を制御する制御性T細胞(Treg)が、がんに対する宿主免疫応答機構として存在しており、Tregの制御機構について全く新しい視点から明らかにしたい。様々な免疫機構で重要な役割を担う遺伝子・タンパク群が存在するが、それらを多面的に制御するmicroRNA (miRNA)についてはあまり明らかにされていない。血液中のmiRNAは疾病の病態に伴って変動することが知られており、またRNaseから安定しているため、血液中バイオマーカーとしての臨床応用が期待されている。制御性T細胞と関連するmiRNAについての報告例はすでにあるが、「Treg制御療法のバイオマーカーあるいは診断と治療の標的分子」となる臨床的有用性を示すmiRNAの発見には到っていない。われわれは二つのサブグループ解析を比較することにより、真のTreg関連miRNAを同定することを目的とした。グループ（1）大腸癌10症例の手術検体よりTILを分離し、Type A, Bに分類した上、sortしたFrⅠ+Ⅲ, FrⅡについてmiRNA arrayを実施する。グループ（2）他方、われわれは大腸がん切除80症例(3ヶ月毎2年間)経時的に血液検体を採取し、血清からRNAを抽出後、miRNA arrayを施行済み。DBを用いて①再発転移および②化学療法抵抗性のbiomarker miRNA群を同定する。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

まず、プレリミナリーな予備実験として、大阪大学免疫学フロンティア研究センターにて大腸がん臨床検体から細胞分離を実施した。
大腸がん症例原発巣より5か所からサンプリングし、可及的速やかにTILの分離を開始した。RNA-seqについてはできるだけ新鮮な標本がよく、1x10^7 cells程度必要であった。今回分離したTILについては-80℃で凍結したため、それを用いてRNA-seqすることは困難であるが、DNA-seqおよび追加のFACS解析は可能であった。今回、5.0x10^5～3.5x10^7 cellsの検体を採取しえた。2x10^5 cellsあればFACS解析可能であった。組織からのTILの採取に引き続きFACS解析を施行した。用いた抗体はCD3,CD4,CD8.CD45RA,CCR7等、細胞内染色としてFOXP3,Ki67とした。当初予定していたTGFβ,IL12についてはstimulusが必要であり実施しない。FACS解析の結果については、5ヶ所でe Tregとnon-Tregの割合に大きな違いはなかったが、傾向を述べるにはさらなる症例の追加が必要である。
グループ（1）現在14症例（58検体）の集積を終えて、上記予備実験にしたがいFACSにてsortingを施行中である。それぞれの分画で発現の異なるmiRNAについてEnrichment解析を含めた機能解析を行う予定である。
グループ（2）これまでの結果microRNA/遺伝子axis として、SWI/SNF complexのEZH2遺伝子に注目している。すなわち、EZH2を標的にするmicroRNAの過剰発現によりFOXP3をはじめとするTreg関連分子が軒並み発現異常を来していることを明らかにした。したがって、今後はTregに関連するこのmicroRNA について機能解析を進めている。

今後の研究の推進方策

集積した14症例、58検体 (11症例 multi-region, 3症例 single-region)についてsortingを遂行し、miRNA arrayを施行する。Tregの分画を決定するCD45RA, CD25の陽性、陰性のカットオフの決定が困難であるとともに、当研究におけるkey pointとなるため、healthy donorを複数症例用いてカットオフ値 (特にCD25)を慎重に決定する。Sort後の細胞数の担保が困難な場合は、FrⅠ+Ⅲ vs FrⅡすなわち、TregをCD25low、highに分類して比較することも検討している。並行して、健常人の末梢血よりperipheral blood mononuclear cell (PBMC)を単離し、non-Treg, effector Tregをsortingする。その後、miRNA arrayを施行し、Treg分画に関与するmiRNAを同定する。
それぞれの分画における高発現のmiRNA群を参考にonlineのmiRNA toolであるmiEAAを用いて、Enrichment解析を施行することで、末梢血のTreg分画に関連するpathwayを同定する。同様に腫瘍浸潤リンパ球におけるTregについても解析を行う。同定したmiRNAについて、グループ2のサンプルにおいて、術前の血清での発現量で予後にどのような差がつくかを検討する。

研究成果

• [雑誌論文] GWAS Identifies Two Novel Colorectal Cancer Loci at 16q24.1 and 20q13.12 (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa C, Kamatani Y, Takahashi A, Momozawa Y, Leveque K, Nagayama , Mimori K, Mori M, Ishii H, Inazawa J, Yasuda J, Tsuboi A, Shimizu A, Sasaki M, Yamaji T, Sawada N, Iwasaki M, Tsugane S, Naito M, Wakai K, Koyama T, Takezaki T, Yuji K, Murakami Y, Nakamura Y, Kubo M, Matsuda K
  • 雑誌名: Carcinogenesis 巻: Epub ページ: 652-660
  • DOI: 10.1093/carcin/bgy026
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Identification of ARL4C as a Peritoneal Dissemination-Associated Gene and Its Clinical Significance in Gastric Cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hu Q, Masuda T, Sato K, Tobo T, Nambara S, Kidogami S, Hayashi N, Kuroda Y, Ito S, Eguchi H, Saeki H, Oki E, Maehara Y, Mimori K
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol 巻: 25(3) ページ: 745-753
  • DOI: 10.1245/s10434-017-6292-6
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Antitumor effects of the antiparasitic agent ivermectin via inhibition of Yes-associated protein 1 expression in gastric cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Nambara S, Masuda T, Nishio M, Kuramitsu S, Tobo T, Ogawa Y, Hu Q, Iguchi T, Kuroda Y, Ito S, Eguchi H, Sugimachi K, Saeki H, Oki E, Maehara Y, Suzuki A, Mimori K
  • 雑誌名: ONCOTARGET 巻: 8(64) ページ: 107666-107677
  • DOI: 10.18632/oncotarget.22587
  • NAID: 120006454566
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Combined Mutation ofApc, Kras, andTgfbr2Effectively Drives Metastasis of Intestinal Cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakai E, Nakayama M, Oshima H, Kouyama Y, Niida A, Fujii S, Ochiai A, Nakayama KI, Minori K, Suzuki Y, Hong CP, Ock CY, Kim SJ, Oshima M.
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 78 ページ: 1334-1346
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-17-3303
  • NAID: 120006452378
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
• [雑誌論文] Circulating exosomal microRNA-203 is associated with metastasis possibly via inducing tumor-associated macrophages in colorectal cancer. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takano Y, Masuda T, Iinuma H, Yamaguchi R, Sato K, Tobo T, Hirata H, Kuroda Y, Nambara S, Hayashi N, Iguchi T, Ito S, Eguchi H, Ochiya T, Yanaga K, Miyano S, Mimori K
  • 雑誌名: Oncotarget. 巻: 8(45) ページ: 78598-78613
  • DOI: 10.18632/oncotarget.20009
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
• [雑誌論文] MicroRNAs as Biomarkers in Colorectal Cancer. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masuda T, Hayashi N, Kuroda Y, Ito S, Eguchi H, Mimori K
  • 雑誌名: Cancers (Basel) 巻: 9(9)
  • DOI: 10.3390/cancers9090124
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Japanese genome-wide association study identifies a significant colorectal cancer susceptibility locus at chromosome 10p14 (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Sugimachi K, Yamamoto K, Niida A, Shimamura T, Sato T, Watanabe M, Tanaka J, Kudo S, Sugihara K, Hase K, Kusunoki M, Yamada K, Shimada Y, Moriya Y, Suzuki Y, Miyano S, Mori M, Mimori K
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 108(11) ページ: 2239-2247
  • DOI: 10.1111/cas.13391
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
• [雑誌論文] Clinical significance of ZNF750 gene expression, a novel tumor suppressor gene, in esophageal squamous cell carcinoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Nambara S, Masuda T, Tobo T, Kidogami S, Komatsu H, Sugimachi K, Saeki H, Oki E, Maehara Y,Mimori K
  • 雑誌名: Oncol Lett. 巻: 14(2) ページ: 1795-1801
  • DOI: 10.3892/ol.2017.6341
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] 14(1): (2017)
  • 著者名/発表者名: Sudo Tomoya、Takahashi Yusuke、Sawada Genta、Uchi Ryutaro、Mimori Koshi、Akagi Yoshito
  • 雑誌名: Oncol Lett. 巻: 14 ページ: 801-809
  • DOI: 10.3892/ol.2017.6257
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] DDR2 Expression Is Associated with a High Frequency of Peritoneal Dissemination and Poor Prognosis in Colorectal Cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasaki S, Ueda M, Iguchi T, Kaneko M, Nakayama H, Watanabe T, Sakamoto A, Mimori K
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 37(5) ページ: 2587-2591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphoserine Phosphatase Is a Novel Prognostic Biomarker on Chromosome 7 in Colorectal Cancer. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Masuda T, Hu Q, Tobo T, Kidogami S, Ogawa Y, Saito T, Nambara S, Komatsu H, Hirata H, Sakimura S, Uchi R, Hayashi N, Iguchi T, Eguchi H, Ito S, Nakagawa T, Mimori K
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 37(5) ページ: 2365-2371
  • 査読あり
• [雑誌論文] Up-regulation of SLC9A9 Promotes Cancer Progression and Is Involved in Poor Prognosis in Colorectal Cancer. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda M, Iguchi T, Masuda T, Komatsu H, Nambara S, Sakimura S, Hirata H, Uchi R, Eguchi H, Ito S, Sugimachi K, Mizushima T, Doki Y, Mori M, Mimori K
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 37(5) ページ: 2255-2263
  • 査読あり
• [雑誌論文] phyC: Clustering cancer evolutionary trees (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsui Y, Niida A, Uchi R, Mimori K, Miyano S, Shimamura T:
  • 雑誌名: PLoS Comput Biol 巻: 13(5) ページ: 1005509-1005509
  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1005509
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
• [雑誌論文] Overexpression of heat-shock factor 1 is associated with a poor prognosis in esophageal squamous cell carcinoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsukao Y, Yamasaki M, Miyazaki Y, Makino T, Takahashi T, Kurokawa Y, Miyata H, Nakajima K, Takiguchi S, Mimori K, Mori M, Doki Y:
  • 雑誌名: Oncol Lett. 巻: 13(3) ページ: 1819-1825
  • DOI: 10.3892/ol.2017.5637
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] The loss of CASP4 expression is associated with poor prognosis in esophageal squamous cell carcinoma. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibamoto M, Hirata H, Eguchi H, Sawada G, Sakai N, Kajiyama Y, Mimori K
  • 雑誌名: Oncol Lett 巻: 13 ページ: 1761-1766
  • DOI: 10.3892/ol.2017.5646
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Altered Expression of Hippo Signaling Pathway Molecules in Intrahepatic Cholangiocarcinoma. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugimachi K, Nishio M, Aishima S, Kuroda Y, Iguchi T, Komatsu H, Hirata H, Sakimura S, Eguchi H, Bekki Y, Takenaka K, Maehara Y, Suzuki A, Mimori K.
  • 雑誌名: Oncology. 巻: - ページ: 67-74
  • DOI: 10.1159/000463390
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Extraction of cell-free DNA from urine, using polylysine-coated silica particles. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takano S, Hu Q, Amamoto T, Refinetti P, Mimori K, Funatsu T, Kato M
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 印刷中 ページ: 4021-4025
  • DOI: 10.1007/s00216-017-0345-3
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MOB1-YAP1/TAZ-NKX2.1 axis controls bronchioalveolar cell differentiation, adhesion and tumour formation (2017)
  • 著者名/発表者名: Otsubo K, Goto H, Nishio M, Kawamura K, Yanagi S, Nishie W, Sasaki T, Maehama T, Nishina H, Mimori K, Nakano T, Shimizu H, Mak TW, Nakao K, Nakanishi Y, Suzuki A
  • 雑誌名: Oncogene. 巻: 印刷中 ページ: 4201-4211
  • DOI: 10.1038/onc.2017.58
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Clinical Significance of FANCD2 Gene Expression and its Association with Tumor Progression in Hepatocellular Carcinoma. (2017)
  • 著者名/発表者名: Komatsu H, Masuda T, Iguchi T, Nambara S, Sato K, Hu Q, Hirata H, Ito S, Eguchi H, Sugimachi K, Eguchi H, Doki Y, Mori M, Mimori K
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 37(3) ページ: 1083-1090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical Impact of Tumor-Infiltrating Lymphocytes in Esophageal Squamous Cell Carcinoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Sudo T, Nishida R, Kawahara A, Saisho K, Mimori K, Yamada A, Mizoguchi A, Kadoya K, Matono S, Mori N, Tanaka T, Akagi Y.
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: in press ページ: 3763-3770
  • DOI: 10.1245/s10434-017-5796-4
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Downregulation of ST6GALNAC1 is associated with esophageal squamous cell carcinoma development (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwaya T, Sawada G, Amano S, Kume K, Ito C, Endo F, Konosu M, Shioi Y, Akiyama Y, Takahara T, Otsuka K, Nitta H, Koeda K, Mizuno M, Nishizuka S, Sasaki A, Mimori K.
  • 雑誌名: Int J Oncol 巻: 50(2) ページ: 441-447
  • DOI: 10.3892/ijo.2016.3817
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Overexpression of CXCR7 Is a Novel Prognostic Indicator in Gastric Cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: Nambara S, Iguchi T, Oki E, Tan P, Maehara Y, Mimori K.
  • 雑誌名: Dig Surg. 巻: Epub ページ: 312-318
  • DOI: 10.1159/000452977
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] The Expression of CCAT2, a Novel Long Noncoding RNA Transcript, and rs6983267 Single-Nucleotide Polymorphism Genotypes in Colorectal Cancers (2017)
  • 著者名/発表者名: Kasagi Y, Oki E, Ando K, Ito S, Iguchi T, Sugiyama M, Nakashima Y, Ohgaki K, Saeki H, Mimori K, Maehara Y:
  • 雑誌名: Oncology 巻: 92(1) ページ: 48-54
  • DOI: 10.1159/000452143
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Attenuated RND1 Expression Confers Malignant Phenotype and Predicts Poor Prognosis in Hepatocellular Carcinoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Komatsu H, Iguchi T, Masuda T, Hirata H, Ueda M, Kidogami S, Ogawa Y, Sato K, Hu Q, Nambara S, Saito T, Sakimura S, Uchi R, Ito S, Eguchi H, Sugimachi K, Eguchi H, Doki Y, Mori M, Mimori K.
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol. 巻: 24(3) ページ: 850-859
  • DOI: 10.1245/s10434-016-5573-9
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] As a Novel Prognostic Marker, Cysteine/histidine-rich 1 (CYHR1) is a Therapeutic Target in Patients with Esophageal Squamous Cell Carcinoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Desaki R, Sawada G, Okumura H, Ikeda R, Tanabe K, Komatsu H, Mimori K, Mori M, Kita Y, Uchikado Y, Arigami T, Uenosono Y, Owaki T, Ishigami S, Natsugoe S.
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol 巻: Epub ページ: 586-593
  • DOI: 10.1245/s10434-015-5031-0
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
• [学会発表] 大腸がんにおける進化機構のシフトによる腫瘍内多様性の創出 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第14回日本消化管学会総会学術集会
• [学会発表] 大腸がんにおける新たな進化と選択圧について (2018)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第2回消化器外科臨床応用をめざす研究交流会
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸がんにおける新たな進化と多様性創出機構について (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: Translation Research Seminar
• [学会発表] がん転移再発の早期診断におけるctDNAの臨床的有用性について (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: JBICバイオ関連基盤技術研究会
• [学会発表] 薬物動態から見直す大腸がん化学療法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第28回日本消化器癌発生学会
  • 招待講演
• [学会発表] 消化器がん転移再発診断と治療評価法に関するctDNA解析の臨床的有用性と今後の課題 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第55回日本癌治療学会学術集会
• [学会発表] 食道がんゲノム情報に基づく診断と治療戦略の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: JDDW2017
• [学会発表] 大腸発がんから進行がんにいたる過程のゲノムレベル進化について (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第3回がんゲノム・エピゲノムセミナー
• [学会発表] ctDNAにおいて突然変異の検出が可能な原発巣の特徴 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 消化器がん症例の様々な臨床的局面における血中ctDNA突然変異検出の意義 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第26回日本がん転移学会
• [学会発表] 消化器癌におけるctDNA検出の臨床的意義と臨床応用にむけての提言 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第72回日本消化器外科学会
• [学会発表] プロパゲルマニウム（SK-818）の骨髄由来細胞制御機構による癌転移巣増殖制御について (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第38回日本炎症・再生医学会
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸がんの進化と転移再発を決める選択圧について (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 昭和大学横浜北部病院2017年消化器センター軽井沢セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] がん治療における革新的変化を踏まえた最先端技術，新たな開発戦略の現状と今後の方向性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三森功士
  • 学会等名: 第23回抗悪性腫瘍薬開発フォーラム