がん進化による治療耐性を引き起こす肝がん幹細胞様クローンの同定

• 研究課題/領域番号: 19H03637
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 中本 安成 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (40293352)
• 研究分担者: 平松 活志 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 准教授 (30646849) ; 野阪 拓人 福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (70748441) ; 山下 太郎 金沢大学, 附属病院, 准教授 (90377432)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 肝細胞がん / がん幹細胞 / 循環腫瘍細胞 / シングルセル解析 / 創薬シーズ

研究開始時の研究の概要

進行がんの治療薬に対する耐性には、がん進化現象が関与することが示唆されている。がん進化を引き起こす肝がん幹細胞様クローンを同定するために、消化器がんの中でも細胞不均一性に富む肝細胞がん患者について、治療耐性から転移を誘発するがん幹細胞様クローンに着目して探索する。具体的には、分子標的薬や化学療法の治療中に肝内・肝外転移を生じた患者において、独自の液体生検技術で血液中の循環腫瘍細胞（CTC）を採取する。得られたCTCに対してシングルセル分子解析を実施しがん幹細胞様クローンを同定する。さらに独創的な 機能評価系でがん幹細胞性の責任遺伝子を見出し新たな創薬シーズとして提案する。

研究成果の概要

進行期肝がん患者において治療耐性を誘導するがん幹細胞様クローンを同定することを目的とした。そのために、抗がん治療中の患者末梢血から液体生検により循環腫瘍細胞（CTC）を採取し、新たなシングルセル解析法によって幹細胞性を示すCTC細胞の特徴を検討した。Atezolizumab＋Bevacizumab免疫複合療法に治療耐性を示した患者において、CTCの幹細胞マーカー（SOX2, MYC, NANOG）が有意に上昇し、パスウェイ解析ではMAPKおよびTGF-βシグナル経路が亢進していた。これより、肝がん患者において治療耐性を誘導するがん幹細胞様クローンの特性を考察する上で意義深い成果と考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

進行がんの薬物治療において完治することは稀である。この原因は、腫瘍を形成するがん細胞に不均一性があるために、大部分の細胞に有効な薬剤であっても一部の細胞は抵抗性を示して生き残るためである。そして、生き残った細胞はがん幹細胞様クローンとして血液中に放出され、循環腫瘍細胞（CTC）となりがん転移を形成する。
本研究でのがん幹細胞様クローンの検出は、最新治療に抵抗性となった進行期肝がん患者の血液から独自の解析技術でCTCを採取し、遺伝子・タンパクレベルで特徴を分析した。これより、治療抵抗性の原因となるがん幹細胞様クローンの特性が明らかとなり、進行がんに対する新たな治療開発に繋がることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Liver-related events after direct-acting antiviral therapy in patients with hepatitis C virus-associated cirrhosis (2022)
  • 著者名/発表者名: Tahata Y, Hikita H, Mochida S, Enomoto N, Kawada N, Kurosaki M, Ido A, Miki D, Yoshiji H, Takikawa Y, Sakamori R, Hiasa Y, Nakao K, Kato N, Ueno Y, Yatsuhashi H, Itoh Y, Tateishi R, Suda G, Takami T, Nakamoto Y, Asahina Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 57 号: 2 ページ: 120-132
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01845-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circulating tumor cells detected with a microcavity array predict clinical outcome in hepatocellular carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Kazuto、Ofuji Kazuya、Hiramatsu Katsushi、Nosaka Takuto、Naito Tatsushi、Matsuda Hidetaka、Endo Katsuya、Higuchi Masayuki、Ohtani Masahiro、Nemoto Tomoyuki、Nakamoto Yasunari
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 10 号: 7 ページ: 2300-2309
  • DOI: 10.1002/cam4.3790
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Serum laminin γ2 monomer as a novel diagnostic and predictive biomarker for hepatocellular carcinoma. (2021)
  • 著者名/発表者名: T Yamashita, N Koshikawa, T Shimakami, T Terashima, M Nakagawa, K Nio, R Horii, N Iida, K Kawaguchi, K Arai, Y Sakai, T Yamashita, E Mizukoshi, M Honda, A Kitao, S Kobayashi, S Takahara, Y Imai, K Yoshimura, T Murayama, Y Nakamoto, E Yoshida, T Yoshimura, M Seiki, S Kaneko.
  • 雑誌名: Hepatology 巻: - 号: 2 ページ: 760-775
  • DOI: 10.1002/hep.31758
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulatory function of interferon‐inducible 44‐like for hepatitis B virus covalently closed circular DNA in primary human hepatocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Nosaka Takuto、Naito Tatsushi、Murata Yosuke、Matsuda Hidetaka、Ohtani Masahiro、Hiramatsu Katsushi、Nishizawa Tsutomu、Okamoto Hiroaki、Nakamoto Yasunari
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 52 号: 2 ページ: 141-152
  • DOI: 10.1111/hepr.13722
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sofosbuvir plus velpatasvir treatment for hepatitis C virus in patients with decompensated cirrhosis: a Japanese real-world multicenter study (2020)
  • 著者名/発表者名: Tahata Yuki、Hikita Hayato、Matsuura Kentaro、Takehara Tetsuo, et al.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 56 号: 1 ページ: 67-77
  • DOI: 10.1007/s00535-020-01733-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Daily Usage of Proton Pump Inhibitors May Reduce the Severity of Critical Upper Gastrointestinal Bleeding in Elderly Patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Hidetaka、Nosaka Takuto、Akazawa Yu、Saito Yasushi、Ozaki Yoshihiko、Takahashi Kazuto、Naito Tatsushi、Ofuji Kazuya、Ohtani Masahiro、Hiramatsu Katsushi、Nakamoto Yasunari
  • 雑誌名: Gastroenterology Research and Practice 巻: 2020 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1155/2020/7168621
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Safety and Long-Term Outcome of Intratumoral Injection of OK432-Stimulated Dendritic Cells for Hepatocellular Carcinomas After Radiofrequency Ablation (2020)
  • 著者名/発表者名: Kitahara Masaaki、Mizukoshi Eishiro、Terashima Takeshi、Nakagawa Hidetoshi、Horii Rika、Iida Noriho、Arai Kuniaki、Yamashita Taro、Sakai Yoshio、Yamashita Tatsuya、Honda Masao、Nakamoto Yasunari、Kaneko Shuichi
  • 雑誌名: Translational Oncology 巻: 13 号: 7 ページ: 100777-100777
  • DOI: 10.1016/j.tranon.2020.100777
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bipolar-current needle-knife with a water jet function (Jet B-knife) shortens the procedure time of endoscopic submucosal dissection for colorectal tumors. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiramatsu K, Naito T, Akazawa Y, Saito Y, Nosaka T, Takahashi K, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Matsuda M, Sakai A, Nakamoto Y.
  • 雑誌名: Surg Endosc. 巻: - 号: 7 ページ: 3600-3606
  • DOI: 10.1007/s00464-020-07832-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Usefulness of serum microRNA as a predictive marker of recurrence and prognosis in biliary tract cancer after radical surgery. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akazawa, Y., （4名略）, Ochiya, T., Nakamoto, Y., Nakatsura, T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 9(1) 号: 1 ページ: 5925-5925
  • DOI: 10.1038/s41598-019-42392-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reactivation of intraabdominal tuberculous lymphadenopathy after drug-eluting beads transcatheter arterial chemoembolization in a patient with hepatocellular carcinoma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Hiramatsu K, Yoshida Y, Akazawa Y, Saito Y, Nosaka T, Ozaki Y, Hayama R, Takahashi K, Naito T, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Nemoto T, Nakamoto Y.
  • 雑誌名: Clin J Gastroenterol. 巻: 12 号: 1 ページ: 76-81
  • DOI: 10.1007/s12328-018-0894-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Higher human lymphocyte antigen class I expression in early-stage cancer cells leads to high sensitivity for cytotoxic T lymphocytes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akazawa Y, Nobuoka D, Takahashi M, Yoshikawa T, Shimomura M, Mizuno S, Fujiwara T, Nakamoto Y, Nakatsura T.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 110 号: 6 ページ: 1842-1852
  • DOI: 10.1111/cas.14022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular signature of hepatitis?B virus regulation by interferon‐γ in primary human hepatocytes (2019)
  • 著者名/発表者名: Nosaka Takuto、Naito Tatsushi、Matsuda Hidetaka、Ohtani Masahiro、Hiramatsu Katsushi、Nemoto Tomoyuki、Nishizawa Tsutomu、Okamoto Hiroaki、Nakamoto Yasunari
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 50 号: 3 ページ: 292-302
  • DOI: 10.1111/hepr.13450
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Baseline FIB4 Index, Albumin, and ALBI Scores Predict Hypervascularization in Preneoplastic Nodules of Hepatocellular Carcinoma after HCV Eradication. (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Murata Y, Nosaka T, Takahashi K, Naito T, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Hiramatsu K, Nakamoto Y.
  • 学会等名: AASLD The Liver Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Comparison of Circulating Tumor Cells in Hepatocellular Carcinoma Patients Treated by Atezolizumab-Bevacizumab and Transcatheter Arterial Chemoembolization. (2021)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Nosaka T, Naito T, Takahashi K, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Hiramatsu K, Nakamoto Y.
  • 学会等名: AASLD The Liver Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Leukotrienes Derived from Tumor-Infiltrating Macrophages Promote Hepatocellular Carcinoma Progression. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nosaka T, Murata Y, Naito T, Takahashi K, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Hiramatsu K, Nakamoto Y.
  • 学会等名: AASLD The Liver Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Morphological Analysis of M2 Tumor-Associated Macrophage Subsets in Patients with Hepatocellular Carcinoma using Machine Learning Algorithm. (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiramatsu K, Nosaka T, Yamamoto A, Saito Y, Takahashi K, Naito T, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Nakamoto Y.
  • 学会等名: AASLD The Liver Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of Mucosa-Associated Dysbiosis Related to Portal Hypertension and Liver Fibrosis in Hepatitis C Patients. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yohei Midori, Katsushi Hiramatsu, Takuto Nosaka, Kazuto Takahashi, Tatsushi Naito, Kazuya Ofuji, Hidetaka Matsuda, Masahiro Ohtani and Yasunari Nakamoto.
  • 学会等名: AASLD The Liver Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of Immune Microenvironment of Hepatocellular Carcinoma after Hepatitis C Virus Eradication. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiramatsu K, Nosaka T, Saito Y, Takahashi K, Naito T, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Nakamoto Y.
  • 学会等名: AASLD THE LIVER MEETING 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Signal Changes in Preneoplastic Nodules on DWI of Gd-EOB-DTPA MRI in Patients at Risk for Hypervascular Hepatocellular Carcinoma. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Murata Y, Nosaka T, Takahashi K, Naito T, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Hiramatsu K, Nakamoto Y.
  • 学会等名: AASLD THE LIVER MEETING 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Circulating Tumor Cells Detected with Microcavity Array Predict Clinical Outcome in Patients with Hepatocellular Carcinoma. (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Ofuji K, Hiramatsu K, Nosaka T, Naito T, Matsuda H, Ohtani M, Nakamoto Y.
  • 学会等名: AASLD THE LIVER MEETING 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Sensitive detection of circulating tumor cells in patients with chronic liver disease and hepatocellular carcinoma using a microcavity array. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Ofuji K, Hiramatsu K, Nosaka T, Naito T, Matsuda H, Ohtani M, Nemoto T, Nakamoto Y.
  • 学会等名: The Asian Pacific Association for the Study of the Liver single Topic Conference(APASL STC Tokyo 2019)
  • 国際学会