代謝酵素ゲノム編集による食道扁平上皮の易発がん状態誘発の試み

• 研究課題/領域番号: 18K19577
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分55:恒常性維持器官の外科学およびその関連分野
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 源 利成 金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (50239323)
• 研究分担者: 大黒 多希子 金沢大学, 学際科学実験センター, 教授 (30767249)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2018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: 食道 / 扁平上皮がん / 発がん / 代謝酵素 / ゲノム編集 / 糖代謝酵素

研究成果の概要

本研究は、食道扁平上皮発がんの初期変化である細胞内グリコーゲン低下、消失が発がんの初期選択圧力であると想定し、グリコーゲン合成系代謝酵素のゲノム編集による扁平上皮自然発がん易誘発状態の細胞、マウスモデルの作成を試みた。CRISPR-Cas9などのゲノム編集技術により、ヒト正常食道扁平上皮細胞とC57BL/6系マウスの食道粘膜特異的にグリコーゲン合成酵素(GS)欠失とGSキナーゼ(GSK)3βの恒常的活性化型変異を導入した。本研究で樹立したこれらのゲノム編集細胞やマウスのグリコーゲン代謝や前がん性変化の長期観察により、易発がん状態が誘発されるかを検証する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、食道と頭頸部扁平上皮がんの連鎖に代表されるフィールドがん化現象（共通のがん誘発因子により複数の領域や組織にまたがってひろく発がんする状態）と、細胞、組織の分化や発がんにおけるグリコーゲン合成系の新たな生物学的機能の一端を拓く可能性が期待される。食道がんの90%を占める扁平上皮がんの発がん特性を外挿する自然発がんモデルの構築に新たな視点を附与することにより、健康被害を来たす本疾患の病態理解、早期診断や治療法開発に寄与することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Post-transcriptional regulation of BRG1 by FIRΔexon2 in gastric cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: Ailiken Guzhanuer、Kitamura Kouichi、Hoshino Tyuji、Satoh Mamoru、Tanaka Nobuko、Minamoto Toshinari、Rahmutulla Bahityar、Kobayashi Sohei、Kano Masayuki、Tanaka Tomoaki、Kaneda Atsushi、Nomura Fumio、Matsubara Hisahiro、Matsushita Kazuyuki
  • 雑誌名: Oncogenesis 巻: 9 号: 2 ページ: 26-26
  • DOI: 10.1038/s41389-020-0205-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Significance of gene mutations in the Wnt signaling pathway in traditional serrated adenomas of the colon and rectum (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H. Sawada, T. Kaizaki, Y. Ota, R. Suzuki, H. Yamamoto, E. Aoki, H. Eizuka, M. Hasatani, K. Takahashi, N. Inagaki, S. Ebi, M. Kato, H. Kubota, E. Kataoka, H. Takahashi, S. Tokino, T. Minamoto, T. Sugai, T. Sasaki, Y.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 15 号: 2 ページ: e0229262-e0229262
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0229262
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NF-kB activation promotes gastric tumorigenesis through the expansion of SOX2-positive epithelial cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Echizen K, Horiuchi K, Aoki Y, Yamada Y, Minamoto T, Oshima H, and Oshima M.
  • 雑誌名: Oncogene 巻: accepted 号: 22 ページ: 4250-4263
  • DOI: 10.1038/s41388-019-0702-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anti-FIRΔexon2, a splicing variant form of PUF60, auto-antibody is detected in the sera of esophageal squamous cell carcinoma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Hiwasa T, Ishige T, Rahmutulla B, Kano M, Hoshino T, Minamoto T, Shimada H, Nomura F, Matsubara H, Matsushita K.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 4 号: 6 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1111/cas.14024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of GSK3β inhibitor kenpaullone as a temozolomide enhancer against glioblastoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitabayashi Tomohiro、Dong Yu、Furuta Takuya、Sabit Hemragul、Jiapaer Shabierjiang、Zhang Jiakang、Zhang Guangtao、Hayashi Yasuhiko、Kobayashi Masahiko、Domoto Takahiro、Minamoto Toshinari、Hirao Atsushi、Nakada Mitsutoshi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 10049-10049
  • DOI: 10.1038/s41598-019-46454-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glycogen synthase kinase 3β as a potential therapeutic target in synovial sarcoma and fibrosarcoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Abe Kensaku、Yamamoto Norio、Domoto Takahiro、Bolidong Dilireba、Hayashi Katsuhiro、Takeuchi Akihiko、Miwa Shinji、Igarashi Kentaro、Inatani Hiroyuki、Aoki Yu、Higuchi Takashi、Taniguchi Yuta、Yonezawa Hirotaka、Araki Yoshihiro、Aiba Hisaki、Minamoto Toshinari、Tsuchiya Hiroyuki
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 111 号: 2 ページ: 429-440
  • DOI: 10.1111/cas.14271
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tumor p16INK4 gene expression and prognosis in colorectal cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitamura H, Takemura H, Minamoto T
  • 雑誌名: Oncol Rep 巻: 41 ページ: 1367-1376
  • DOI: 10.3892/or.2018.6884
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colorectal cancer cells require glycogen synthase kinase-3β for sustaining mitosis via translocated promoter region (TPR)-dynein interaction (2018)
  • 著者名/発表者名: Dewi Firli R.P.、Domoto Takahiro、Hazawa Masaharu、Kobayashi Akiko、Douwaki Takayuki、Minamoto Toshinari、Wong Richard W.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 号: 17 ページ: 13337-52
  • DOI: 10.18632/oncotarget.24344
  • NAID: 120006452368
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interleukin 1 Up-regulates MicroRNA 135b to Promote Inflammation-Associated Gastric Carcinogenesis in Mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Han TS, Voon DC, Oshima H, Nakayama M, Echizen K, Sakai E, Yong ZWE, Murakami K, Yu L, Minamoto T, Ock CY, Jenkins BJ, Kim SJ, Yang HK, Oshima M
  • 雑誌名: Interleukin 1 Up-regulates MicroRNA 135b to Promote Inflammation-Associated Gastric Carcinogenesis in Mice 巻: 156 号: 4 ページ: 1140-1155
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2018.11.059
  • NAID: 120006621945
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Glycogen synthase kinase-3β is a new therapeutic target in soft tissue sarcoma: a basic research. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Abe, Norio Yamamoto, Takahiro Domoto, Katsuhiro Hayashi, Akihiko Takeuchi, Shinji Miwa, Kentaro Igarashi, Takashi Higuchi, Yuta Taniguchi, Hirotaka Yonezawa, Yoshihiro Araki, Toshinari Minamoto, Hiroyuki Tsuchiya.
  • 学会等名: American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS) Annual Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 膵がん細胞の薬剤耐性化に伴うがん悪性形質とGSK3βの病理作用． (2019)
  • 著者名/発表者名: 堂本貴寛, 竹中 哲, 宮下知治, 上原将大, 竹内 修, 太田哲生, 源 利成.
  • 学会等名: 第28回日本癌病態治療研究会
• [学会発表] heat shock protein、Fam107BはGSK3βを介して大腸がん細胞の遊走性を抑制する． (2019)
  • 著者名/発表者名: 小泉惠太，堂本貴寛，中尾啓子，源 利成，中島日出夫．
  • 学会等名: 第28回日本癌病態治療研究会
• [学会発表] 膵がん細胞のゲムシタビン耐性化においてGSK3βは幹細胞性と浸潤能を増強する． (2019)
  • 著者名/発表者名: 堂本貴寛, 竹中 哲, 宮下知治, 上原将大, 太田哲生, 源 利成．
  • 学会等名: 第28回日本がん転移学会学術集会・総会
• [学会発表] GSK3βは膵がんの幹細胞性，浸潤能，薬剤耐性獲得にそれぞれ連関する． (2019)
  • 著者名/発表者名: 堂本貴寛，宮下知治，竹中 哲，上原将大，太田哲夫，源 利成．
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 食道扁平上皮がんのGSK3β阻害は細胞周期停止とアポトーシスを誘導する． (2019)
  • 著者名/発表者名: ディリラバ ボリドン，堂本貴寛，上原将大，奥村智之，遠藤良夫，イリア ピコ，宮下知治，中田光俊，源 利成．
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 膵がんのゲムシタビン獲得耐性はglycogen synthase kinase (GSK)-3βに依存する． (2019)
  • 著者名/発表者名: 上原将大，堂本貴寛，竹中 哲，ディリラバ ボリドン，ピコ イリア，島崎猛夫，宮下知治，太田哲生，源 利成．
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 抗がん剤ゲムシタビンによる膵がん細胞のエクソソーム分泌及びエクソソーム表面マーカーへの影響． (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本聡子，松尾洋一，林 祐一，源 利成，島崎猛夫．
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 非乳頭十二指腸腫瘍におけるDNAメチル化解析． (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤田 武, 太田亮介, 鈴木 拓, 津山 翔, 八尾隆史, 中西宏佳, 山本英一郎, 久保田英嗣, 片岡洋望, 佐々木泰史, 源 利成．
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Methylation analysis of non-ampullary duodenal precancerous lesions. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Ota, Takeshi Sawada, Hiromu Suzuki, Sho Tsuyama, Takashi Yao, Eiichiro Yamamoto, Hiroyoshi Nakanishi, Shigetsugu Tsuji, Naohiro Yoshida, Hisashi Doyama, Hiroshi Minato, Kenkei Hasatani, Yasuharu Kaizaki, Eiji Kubota, Hiromi Kataoka, Yasushi Sasaki, Toshinari Minamoto.
  • 学会等名: 27th United European Gastroenterology (UEG) Week 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 膵癌細胞エクソソームの抗がん剤による動態変化とその生物学的意義． (2019)
  • 著者名/発表者名: 島崎猛夫，山本聡子，林 祐一，松尾洋一，源 利成．
  • 学会等名: 第30回日本消化器癌発生学会総会
• [学会発表] 十二指腸非乳頭部腫瘍における遺伝子メチル化と変異解析． (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤田 武, 太田亮介, 鈴木 拓, 津山 翔, 八尾隆史, 中西宏佳, 波佐谷兼慶, 海崎泰治, 吉田尚弘, 辻 重継, 土山寿志, 湊 宏, 山本英一郎, 久保田英嗣, 片岡洋望, 佐々木泰史, 源 利成．
  • 学会等名: 第30回日本消化器癌発生学会総会
• [学会発表] バレット食道から発癌過程での微小環境の変化とGSK3β阻害による抑制 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮下知治，源 利成，太田哲生
  • 学会等名: 第104回日本消化器病学会総会
• [学会発表] Inhibitor of GSK3β impedes the development of reflux-induced esophageal cancer in a surgical rat model (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyashita T, Minamoto T, et al.
  • 学会等名: Digestive Disease Week (DDW) 2018
  • 国際学会
• [学会発表] GSK3βは大腸がんのがん原性オートファジーを促進する (2018)
  • 著者名/発表者名: 堂本貴寛，ほか
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 大腸鋸歯状病変における，遺伝子変異，コピー数変化，DNAメチル化の統合解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 澤田 武，ほか
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Integrative analysis of gene mutations and DNA methylation in colorectal serrated lesions (2018)
  • 著者名/発表者名: Sawada T, et al.
  • 学会等名: 26th United European Gastroenterology (UEG) Week 2018
  • 国際学会