口腔癌幹細胞ニッチにおけるT細胞抑制性リガンドPD-L1の発現動態と病態解析研究

• 研究課題/領域番号: 19K10359
• 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57060:外科系歯学関連
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 谷 亮治 広島大学, 病院(歯), 助教 (10291486)
• 研究分担者: 岡本 哲治 東亜大学, その他の研究科, 教授 (00169153) ; 虎谷 茂昭 広島大学, 医系科学研究科(歯), 准教授 (90172220)
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 口腔癌幹細胞ニッチ / 放射線耐性口腔癌細胞株 / PD-L1 / IGF2 / CD133陽性細胞 / 未分化細胞マーカー / 上皮間葉転換 / 口腔癌幹細胞 / ニッチ

研究開始時の研究の概要

本研究において、我々は口腔癌幹細胞の細胞特性を有するCD133陽性細胞やSide population陽性細胞におけるPD-L1発現の解析を行う。さらに当科で加療した口腔癌患者の生検組織における口腔癌幹細胞ニッチにおけるPD-L1発現と患者の病態や再発転移や予後などの臨床的経過について検討を行い、口腔癌幹細胞ニッチにおけるT細胞抑制性リガンドPD-L1の発現動態と病態解析を行う。

研究成果の概要

本研究において、口腔癌幹細胞の細胞特性を持つ放射線耐性株（LDR－A431, HDR-A431）を樹立し、IGF2及びPD-L1遺伝子を解析した結果、親株と比較してLDR-A431は、IGF2を約30倍、PD-L1を約10倍遺伝子発現が上昇していた。また、Western blot法により、親株と比較してLDR-A431ではIGF2が 約2.5倍、PD-L1では約2倍の蛋白発現の上昇を認めた。以上の結果から、口腔癌幹細胞の細胞特性を持つ放射線耐性株の成立、維持には、IGF2とPD-L1の2つの因子が関与している可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

癌幹細胞は、非癌幹細胞より生存能力が高く、その自己複製能により少数の細胞から再び腫瘍を形成する能力を有し、再発や転移巣の起源となるため、癌幹細胞に対する治療効果が癌患者の予後に大きく影響を与えている。したがって、治療成績を向上させるためには、癌幹細胞の制御が重要である。本研究成果から、癌幹細胞ニッチにおいても非癌幹細胞と同様なPD-1/PD-L1免疫チェックポイントシグナル伝達による免疫抑制機構が働いており、その制御機構にIGF2が関与していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] MICA A5.1 homozygous genotype is associated with a risk for early-onset oral cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Tani R, Nanako Ito R, Matsui K, Yamasaki S, Hamada A, Tokumaru K, Toratani S, Okamoto T.
  • 雑誌名: Oral Oncology 巻: 116, May ページ: 105256-105256
  • DOI: 10.1016/j.oraloncology.2021.105256
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of a familial cleidocranial dysplasia with a novel RUNX2 mutation and establishment of patient-derived induced pluripotent stem cells. (2021)
  • 著者名/発表者名: Hamada A., Mukasa H., Taguchi Y., Akagi E., Obayashi F., Yamasaki S., Kanda T., Koizumi K., Toratani S., Okamoto T.
  • 雑誌名: Odontology 巻: 15 号: 3 ページ: 252-262
  • DOI: 10.1007/s10266-021-00674-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heparin-Binding Protein 17/Fibroblast Growth Factor-Binding Protein-1 Knockout Inhibits Proliferation and Induces Differentiation of Squamous Cell Carcinoma Cells. (2021)
  • 著者名/発表者名: Shintani T., Higaki M., Okamoto T.
  • 雑誌名: Cancers (Basel) 巻: 29;13(11) 号: 11 ページ: 2684-2684
  • DOI: 10.3390/cancers13112684
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced KRT13 gene expression bestows radiation resistance in squamous cell carcinoma cells. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nguyen TQ, Hamada A, Yamada K, Higaki M, Shintani T, Yoshioka Y, Toratani S, Okamoto T
  • 雑誌名: In Vitro Cellular & Developmental Biology-Animal. 巻: 57(3) 号: 3 ページ: 300-314
  • DOI: 10.1007/s11626-020-00542-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A case of maxillary ameloblastic carcinoma with atypical histology (2021)
  • 著者名/発表者名: Hamana Tomoaki、Hayashido Yasutaka、Mishima Takefumi、Hirota Suguru、Hamada Atsuko、Ando Toshinori、Miyauchi Mutsumi、Toratani Shigeaki
  • 雑誌名: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology 巻: - 号: 5 ページ: 536-545
  • DOI: 10.1016/j.ajoms.2021.03.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Oral squamous cell carcinoma of the tongue dorsum with multiple cancer-associated mutations in the TP53 gene (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki Sachiko、Tani Ryouji、Sakurai Shigeru、Toratani Shigeaki、Okamoto Tetsuji
  • 雑誌名: Oral Oncology 巻: 109 ページ: 104774-104774
  • DOI: 10.1016/j.oraloncology.2020.104774
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical investigation of oral cancer in adolescent and young adult generation (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka Yukio、Sakaue Taishi、Matsui Kensaku、Tsushima Koji、Obayashi Fumitaka、Hamada Atsuko、Yamasaki Sachiko、Hamana Tomoaki、Sumi Kensaku、Kanda Taku、Koizumi Koichi、Tani Ryouji、Toratani Shigeaki、他10名
  • 雑誌名: Oral Science International 巻: ー 号: 2 ページ: 20-27
  • DOI: 10.1002/osi2.1093
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of Kikuchi-Fujimoto disease after a cervical lymph node metastasis of mucoepidermoid carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Higaki M, Kanda T, Ando T, Tani R, Toratani S
  • 雑誌名: Oral Maxillofac Surg. 巻: 24 号: 1 ページ: 133-137
  • DOI: 10.1007/s10006-020-00900-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Induction of integration-free human-induced pluripotent stem cells under serum-and feeder-free conditions.: (2020)
  • 著者名/発表者名: Hamada A., Akagi E., Yamasaki S., Nakatao H., Obayashi F., Ohtaka M., Nishimura K., Nakanishi M., Toratani S., Okamoto T.
  • 雑誌名: In Vitro Cellular & Developmental Biology-Animal. 巻: 56(1) ページ: 85-95
  • NAID: 120007132728
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of Noonan syndrome-specific human induced pluripotent stem cells under serum-, feeder-, and integration-free conditions (2020)
  • 著者名/発表者名: Hamada A., Akagi E., Obayashi F., Yamasaki S., Koizumi K., Ohtaka M., Nishimura K., Nakanishi M., Toratani S., Okamoto, T.
  • 雑誌名: In Vitro Cellular & Developmental Biology-Animal. 巻: 56(10) ページ: 888-895
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel PTCH1 mutations in Japanese familial nevoid basal cell carcinoma syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakase Y., Hamada A., Kitamura N., Hata T., Toratani S., Yamamoto T., Okamoto T.
  • 雑誌名: Hum Genome Var 巻: 7(1) 号: 1 ページ: 38-38
  • DOI: 10.1038/s41439-020-00126-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 90歳以上の超高齢口腔がん患者の臨床的検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 坂上泰士,吉岡幸男,松井健作,津島康司,大林史誠,濱田充子,山崎佐知子,浜名智昭,角 健作,神田 拓,小泉浩一,谷 亮治,林堂安貴,笹原妃佐子,伊藤 翼,佐渡友浩,石田康隆,岡本康正，小林雅史,坂本哲彦,明見能成,虎谷茂昭,岡本哲治.
  • 雑誌名: 日本口腔科学会雑誌 巻: 68 ページ: 12-19
  • NAID: 130007626841
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adolescent and Young Adult(AYA)世代における口腔がんの臨床的検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉岡幸男,坂上泰士,松井健作,津島康司,大林史誠,濱田充子,山崎佐知子,浜名智昭,角 健作,神田 拓,小泉浩一,谷 亮治,林堂安貴,笹原妃佐子,伊藤 翼，佐渡友浩,石田康隆,岡本康正,小林雅史,坂本哲彦,明見能成,虎谷茂昭,岡本哲治.
  • 雑誌名: 日本口腔科学会雑誌 巻: 68 ページ: 20-27
  • NAID: 130007626839
  • 査読あり
• [雑誌論文] 両側舌下部無痛性腫脹が先行発症した好酸球性多発血管炎性肉芽腫症の1例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 信本忠義，神田拓,林靖也,谷 亮治,小川郁子,岡本哲治.
  • 雑誌名: 日本口腔科学会雑誌 巻: 68 ページ: 294-298
  • NAID: 130007776110
• [学会発表] 広島大学病院口腔外科における免疫チェックポイント阻害薬投与症例の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉岡幸男，小野重弘，谷亮治，水田邦子，中川貴之，安藤俊範，坂本真一，武知正晃，虎谷茂昭，岡本哲治
  • 学会等名: 第75回NPO法人口腔科学会学術集会
• [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いた扁平上皮癌 (SCC) 細胞におけるHeparin-binding protein 17/FGF-Binding Protein-1 (HBp17/FGFBP-1) の機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 檜垣美雷, 新谷智章, 岡本哲治
  • 学会等名: 第75回NPO法人口腔科学会学術集会
• [学会発表] 口腔粘膜病変を契機に診断されたクローン病の1例 (2021)
  • 著者名/発表者名: 福谷多恵子，谷亮治，三島健史，古庄寿子，虎谷茂昭
  • 学会等名: 第31回日本口腔内科学会/第34回日本口腔診断学会学術大会
• [学会発表] EWSR1-ATF1融合遺伝子の同定により診断し得た明細胞癌の一例 (2021)
  • 著者名/発表者名: 檜垣美雷, 吉岡幸男, 岡本健人, 坂本真一, 安藤俊範, 岡本康正, 宮内睦美, 虎谷茂昭
  • 学会等名: 第66回日本口腔外科学会総会・学術大会
• [学会発表] 次世代シーケンサーを用いた口腔癌患者の口腔内細菌叢の多様性解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松井健作,谷亮治，濱田充子,虎谷茂昭,岡本哲治
  • 学会等名: 第65回日本口腔外科学会総会・学術大会
• [学会発表] TP53変異を伴う多重癌患者に生じた舌背部扁平上皮癌の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山崎佐知子,谷亮治,櫻井繁,虎谷茂昭,岡本哲治
  • 学会等名: 第65回日本口腔外科学会総会・学術大会
• [学会発表] 舌癌頸部郭清後の化学放射線療法で発症した放射線肺臓炎の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高橋秀明,神田拓,谷亮治,虎谷茂昭,柿本直也,岡本哲治
  • 学会等名: 第65回日本口腔外科学会総会・学術大会
• [学会発表] 当科で加療したエナメル上皮腫の顎骨保存外科療法に関する臨床統計的検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松井健作,神田 拓,浜名智昭,小泉浩一,谷亮治,吉岡幸男,林堂安貴,虎谷茂昭,岡本哲治
  • 学会等名: 第65回日本口腔外科学会総会・学術大会
• [学会発表] 当科におけるニボルマブによる口腔がん治療の報告 (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉岡幸男,浜名智昭,松井健作,櫻井 繁,神田 拓,小泉浩一,谷亮治,虎谷茂昭,岡本哲治
  • 学会等名: 第74回日本口腔科学会総会
• [学会発表] 近赤外分光法 (Near-infrared spectroscopy: NIRS) を用いた歯科装具の装着刺激による脳血流動態の解析 第3報 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮田秀政,谷亮治,浜名智昭,虎谷茂昭,岡本哲治
  • 学会等名: 第74回日本口腔科学会総会
• [学会発表] 口唇浮腫を契機に急性骨髄性白血病の診断に至った1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松井健作，谷亮治，岡本健人，虎谷茂昭
  • 学会等名: 第30 回日本口腔内科学会 第13 回日本口腔検査学会 合同学術大会
• [学会発表] Lymphokine-activated killer細胞の細胞障害活性の誘導に及ぼすコレステロール合成阻害剤の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三島健史, 谷 亮治, 松井健作, 内迫香織, 濱田充子, 虎谷茂昭, 岡本哲治.
  • 学会等名: 第73回NPO法人日本口腔科学会学術集会(川越)
• [学会発表] 口腔癌患者における腸内ならびに口腔内細菌叢の多様性解析 第二報. (2019)
  • 著者名/発表者名: 松井健作,谷亮治,濱田充子,虎谷茂昭,大友剛,徳丸浩一郎,岡本哲治
  • 学会等名: 第73回 NPO法人日本口腔科学会学術集会(川越)
• [学会発表] 無血清培養系での口腔癌由来細胞株の樹立. (2019)
  • 著者名/発表者名: 濱田充子,佐藤成紀,内迫香織,中瀬洋司,大林史誠,中峠洋隆,山崎佐知子,谷 亮治,虎谷茂昭,岡本哲治.
  • 学会等名: 第73回NPO法人日本口腔科学会学術集会 (川越)
• [学会発表] 無血清培養系を用いた扁平上皮癌細胞の放射線耐性獲得機構の細胞内分泌学的 機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 内迫香織,濱田充子,三島健史,松井健作,谷亮治,虎谷茂昭,岡本哲治.
  • 学会等名: 第73回NPO法人日本口腔科学会総会(川越)
• [学会発表] 口腔扁平上皮癌におけるhuman papilloma virus（HPV）16の関与． (2019)
  • 著者名/発表者名: 林 靖也, 虎谷茂昭，中峠洋隆，松井健作，福谷多恵子，濱田充子，吉岡幸男，谷亮治，岡本哲治．
  • 学会等名: 第73回NPO法人日本口腔科学会学術集会（川越）
• [学会発表] 近赤外分光法（Near-infrared spectroscopy）を用いた歯科装具の装着刺激による脳血流動態の解析 第二報. (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮田秀政,谷 亮治,浜名智昭,虎谷茂昭,岡本哲治.
  • 学会等名: 第73回NPO法人日本口腔科学会学術集会（川越）
• [学会発表] 次世代シーケンサーを用いた口腔癌患者の口腔内細菌叢の多様性解析. (2019)
  • 著者名/発表者名: 松井健作,谷亮治,濱田充子,虎谷茂昭,大友剛,徳丸浩一郎,岡本哲治.
  • 学会等名: 第18回中国四国口腔癌研究会学術講演会(広島)
• [学会発表] Lymphokine-activated killer 細胞の細胞障害活性の誘導に及ぼすコレステロール合成阻害剤の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三島健史, 谷亮治, 松井健作, 内迫香織, 濱田充子, 虎谷茂昭, 岡本哲治.
  • 学会等名: 第18回中四国口腔癌研究会, (広島)
• [学会発表] Lymphokine-activated killer 細胞の細胞障害活性の誘導におけるインスリン及びコレステロールの機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三島健史, 谷亮治, 松井健作, 内迫香織, 濱田充子, 虎谷茂昭, 岡本哲治.
  • 学会等名: 第56回口腔組織培養学会 ,（岐阜）
• [学会発表] Establishment and Characterization of Disease-specific Human iPSCs in Serum-, Integration- and Feeder-free Cultures (2019)
  • 著者名/発表者名: A. Hamada, Y. Nakase, F. Obayashi, T. Fukutani, H. Nakatao, E. Sakaue , S. Yamasaki, T. Kanda, K. Koizumi, Y. Yoshioka, R. Tani , S. Toratani, JD. Sato, T. Okamoto.
  • 学会等名: Annual Meeting of Society for In Vitro Biology Meeting (Tampa, Florida, USA)
  • 国際学会