癌幹細胞特異的に発現するイオンチャネルを標的とした肝細胞癌治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 19K09202
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分55020:消化器外科学関連
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 藤井 俊 京都府立医科大学, 医学部附属病院, 専攻医 (70837773)
• 研究分担者: 大辻 英吾 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20244600) ; 塩崎 敦 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40568086)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 肝臓外科 / 癌幹細胞 / イオンチャネル

研究開始時の研究の概要

近年、様々なイオン輸送体が癌細胞機能を制御することが知られている。本研究では、"癌幹細胞特異的に発現したイオン輸送体の制御により、肝細胞癌幹細胞の増殖が抑制できる"という実験仮説の検証を行う。その結果から、癌幹細胞内イオン濃度変化を介した新たな腫瘍形成メカニズムを解明し、Na+/K+/2Cl-共輸送体(NKCC)阻害薬；フロセミドや、Cl-チャネルアクチベーター；ルビプロストンを応用した、斬新な治療概念の構築を目指す。

研究実績の概要

ヒト肝細胞癌細胞株Hep-G2より、ALDH1A1高発現細胞をsorting後、sphere形成能を有する細胞のみを分離培養した。分離培養した細胞株においてALDH1A1 mRNAは高発現しており、抗癌剤（シスプラチン）耐性が確認できた。Hep-G2由来癌幹細胞株と親株での遺伝子発現をmicroarrayを用いた網羅的解析により比較検討したところ、EPCAM、CD133、ALDH1A1などの癌幹細胞マーカーの上昇と共に、CACNA2D4、CACNG4等の電位依存性Ca2+チャネル(voltage-gated Ca2+ channel: VGCC)の発現増強が確認された。VGCCに着目し解析を進めたところ、VGCC阻害剤であるアムロジピンが、癌幹細胞においてより強い増殖抑制効果を示した．アムロジピンは高血圧・狭心症治療薬として、臨床で広く用いられている薬剤である。これらの研究成果は学会や、英文論文として報告する予定である。
一方で、胃癌幹細胞株におけるVGCCの 高発現と、その阻害剤であるアムロジピン、ベラパミルの癌幹細胞抑制効果を見出し報告した(Ann Surg Oncol. 2021)。また、食道癌におけるANO9 (Ann Surg Oncol. 2020)、CLCN2 (Ann Surg Oncol. 2021)、CFTR (Ann Surg Oncol. 2021)、胃癌におけるANO9 (Cancer Sci. 2021)などのイオン輸送体の機能解析・臨床病理学的意義を解明した。同時に、上部消化管癌における、イオンチャンネルを介した細胞死・生存制御機構に関する新知見と既報を総説論文としてまとめた(Front Cell Dev Biol. 2021)。

研究成果

• [雑誌論文] Amlodipine and Verapamil, Voltage-Gated Ca2+ Channel Inhibitors, Suppressed the Growth of Gastric Cancer Stem Cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki Atsushi、Katsurahara Keita、Kudou Michihiro、Shimizu Hiroki、Kosuga Toshiyuki、Ito Hiroshi、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: - 号: 9 ページ: 5400-5411
  • DOI: 10.1245/s10434-021-09645-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Ion and Water Channels in the Cell Death and Survival of Upper Gastrointestinal Tract Cancers (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki Atsushi、Marunaka Yoshinori、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 9 ページ: 616933-616933
  • DOI: 10.3389/fcell.2021.616933
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Expression and Role of CFTR in Human Esophageal Squamous Cell Carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Yoshihisa、Shiozaki Atsushi、Kosuga Toshiyuki、Kudou Michihiro、Shimizu Hiroki、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: - 号: 11 ページ: 6424-6436
  • DOI: 10.1245/s10434-021-09752-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional Analysis and Clinical Significance of Chloride Channel 2 Expression in Esophageal Squamous Cell Carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Mitsuda Masato、Shiozaki Atsushi、Kudou Michihiro、Shimizu Hiroki、Arita Tomohiro、Kosuga Toshiyuki、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: - 号: 9 ページ: 5384-5397
  • DOI: 10.1245/s10434-021-09659-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] ANO9 regulates PD-L2 expression and binding ability to PD-1 in gastric cancer. (2021)
  • 著者名/発表者名: Katsurahara K, Shiozaki A, Kosuga T, Shimizu H, Kudou M, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, Otsuji E.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 号: 3 ページ: 1026-1037
  • DOI: 10.1111/cas.14796
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical safety and efficacy of neoadjuvant combination chemotherapy of tranilast in advanced esophageal squamous cell carcinoma: Phase I/II study (TNAC). (2020)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki A, Kudou M, Fujiwara H, Konishi H, Shimizu H, Arita T, Kosuga T, Yamamoto Y, Morimura R, Ikoma H, Kuriu Y, Kubota T, Okamoto K, Otsuji E.
  • 雑誌名: Medicine 巻: 99 号: 50 ページ: e23633-e23633
  • DOI: 10.1097/md.0000000000023633
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ANO9 Regulated Cell Cycle in Human Esophageal Squamous Cell Carcinoma. (2020)
  • 著者名/発表者名: Katsurahara K, Shiozaki A, Kosuga T, Kudou M, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, Marunaka Y, Otsuji E.
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol. 巻: ー 号: 9 ページ: 3218-3230
  • DOI: 10.1245/s10434-020-08368-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] The expression and role of TRPV2 in esophageal squamous cell carcinoma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kudou M, Shiozaki A, Yamazato Y, Katsurahara K, Kosuga T, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, Marunaka Y, Otsuji E.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 9 号: 1 ページ: 16055-16055
  • DOI: 10.1038/s41598-019-52227-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of low temperature on the regulation of cell volume after hypotonic shock in gastric cancer cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki A, Yamazato Y, Kosuga T, Kudou M, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Marunaka Y, Otsuji E.
  • 雑誌名: Int J Oncol. 巻: 55 ページ: 905-914
  • DOI: 10.3892/ijo.2019.4853
  • 査読あり
• [雑誌論文] LRRC8A Expression Influences Growth of Esophageal Squamous Cell Carcinoma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Konishi T, Shiozaki A, Kosuga T, Kudou M, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, Marunaka Y, Otsuji E.
  • 雑誌名: Am J Pathol. 巻: 189 号: 10 ページ: 1973-1985
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2019.06.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis and clinical significance of sodium iodide symporter expression in gastric cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki Atsushi、Ariyoshi Yosuke、Iitaka Daisuke、Kosuga Toshiyuki、Shimizu Hiroki、Kudou Michihiro、Konishi Tomoki、Shoda Katsutoshi、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Konishi Eiichi、Marunaka Yoshinori、Ichikawa Daisuke、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Gastric Cancer 巻: 22 号: 3 ページ: 473-485
  • DOI: 10.1007/s10120-018-0874-2
  • NAID: 40021884050
  • 査読あり
• [学会発表] 4-aminopyridineは膵癌幹細胞増殖抑制に関与する (2020)
  • 著者名/発表者名: 小西智規、塩﨑敦、小菅敏幸、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、 藤原斉、岡本和真、大辻英吾.
  • 学会等名: 第120回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 電位依存性Ca2+チャネル阻害剤(アムロジピン，ベラパミル)による胃癌幹細胞抑制効果 (2020)
  • 著者名/発表者名: 塩﨑敦、葛原啓太、小菅敏幸、工藤道弘、清水浩紀、有田智洋、山本有祐、小西博貴、森村玲、栗生宜明、生駒久視、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第58回日本癌治療学会学術集会
• [学会発表] 食道扁平上皮癌におけるTRPV2発現の臨床病理学的意義についての検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊治、塩﨑敦、山里有三、小菅敏幸、小西博貴、窪田健、藤原斉、岡本和真、岸本光夫、森村玲、生駒久視、村山康利、栗生宜明、中西正芳、大辻英吾．
  • 学会等名: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 膵癌幹細胞における4-aminopyridineの抗腫瘍効果について (2019)
  • 著者名/発表者名: 小西智規、塩﨑敦、小菅敏幸、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾．
  • 学会等名: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 食道癌におけるLeucine-Rich Repeat-Containing protein 8A（LRRC8A）発現と機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 倉島研人、塩﨑敦、小菅敏幸、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾．
  • 学会等名: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 食道扁平上皮癌におけるAno9発現の意義 (2019)
  • 著者名/発表者名: 葛原啓太、塩﨑敦、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小菅敏幸、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾．
  • 学会等名: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] ヒト食道扁平上皮癌におけるNa+/K+-ATPase発現と役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林利行、塩﨑敦、工藤道弘、小菅敏幸、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、小松周平、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、岸本光夫、小西英一、大辻英吾．
  • 学会等名: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 食道扁平上皮癌におけるCLC-2（Chloride Channel protein 2）発現の意義 (2019)
  • 著者名/発表者名: 満田雅人、塩﨑敦、小菅敏幸、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、岸本光夫、大辻英吾．
  • 学会等名: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 食道扁平上皮癌におけるCFTR（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator）の発現の意義 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本順久、塩﨑敦、工藤道弘、小菅敏幸、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、岸本光夫、大辻英吾．
  • 学会等名: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 胃癌細胞の低浸透圧処理後容積変化における低温刺激の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村慶、塩﨑敦、小菅敏幸、山里有三、工藤道弘、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾.
  • 学会等名: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 低浸透圧による細胞容積制御を介した胃癌細胞へのパクリタキセル取り込み増強効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小菅敏幸、塩﨑敦、工藤道弘、飯高大介、小林利行、竹本健一、庄田勝俊、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、岡本和真、藤原斉、小松周平、市川大輔、大辻英吾.
  • 学会等名: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] High CD44 gastric cancer stem cells are suppressed by voltage gated Ca2+ channel blocker. (2019)
  • 著者名/発表者名: Keita Katsurahara, Atsushi Shiozaki, Michihiro Kudou, Katsutoshi Shoda, Tomohiro Arita, Toshiyuki Kosuga, Hirotaka Konishi, Ryo Morimura, Yasutoshi Murayama, Takeshi Kubota, Masayoshi Nakanishi, Hitoshi Fujiwara, Eigo Otsuji.
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] The development of novel targeted therapies to over-expressed ion transporters in esophageal cancer stem cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Matsumoto, Michihiro Kudou, Atsushi Shiozaki, Toshiyuki Kosuga, Ryo Morimura , Yasutoshi Murayama, Yoshiaki Kuriu , Hisashi Ikoma, Takeshi Kubota, Masayoshi Nakanishi, Hitoshi Fujiwara, Kazuma Okamoto, Eigo Otsuji.
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 胃癌におけるヨウ化ナトリウム共輸送体のIFNシグナルを介する腫瘍制御機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 塩﨑敦、有吉要輔、小菅敏幸、工藤道弘、有田智洋、小西博貴、森村玲、村山康利、栗生宜明、生駒久視、窪田健、中西正芳、藤原斉、岡本和真、大辻英吾．
  • 学会等名: 第57回日本癌治療学会学術集会