レチノイドシグナルと脂肪肝に着目した新規胆管癌マウスモデル樹立と発癌機序の解明

• 研究課題/領域番号: 21K07892
• 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53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 白上 洋平 岐阜大学, 医学部附属病院, 講師 (50632816)
• 研究分担者: 出田 貴康 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (90610379)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 肝内胆管癌 / 脂肪肝 / レチノイド / 胆管癌 / レチノイト&#12441

研究開始時の研究の概要

肝内胆管癌は、その発癌や進展の機序について分子生物学的な研究が進んでいない。また、肝内胆管癌モデルの報告は少なく、適切な動物モデルは確立されていない。申請者らはこれまで、脂肪肝を背景とした肝内胆管癌マウスモデルを見出したほか、胆管上皮特異的なレチノイド(ビタミンA) 受容体遺伝子の変異による、新規肝内胆管癌モデルの樹立を試みてきた。本研究は、脂肪肝および胆管上皮特異的な遺伝子変異に着目して、以下を目的として遂行する。
・新規肝内胆管癌マウスモデルを樹立し、モデルとしての適性を評価するとともに、発癌分子メカニズムを解明する。
・肝内胆管癌の発生、進展への脂肪肝の寄与とその機序を明らかにする。

研究実績の概要

肝内胆管癌は予後不良の悪性疾患であるが、確立された動物モデルは少なく、発癌や進展の機序について分子生物学的な研究が進んでいない。このため、申請者らは新規マウス肝内胆管癌モデルの樹立を目指した研究を行っている。
申請者らはこれまでに、肥満および脂肪肝を呈するdb/dbマウスに対してazoxymethaneを投与することで、肝内に細胆管異形成および胆管細胞癌が発生することを見出した。このモデルを用いた検討では、db/dbマウスでは非肥満の対照群と比較して腫瘍発生が顕著であり、高度な肝障害や酸化ストレスを呈することから、それらを基盤とした発癌メカニズムが想定された。また、遺伝子発現の網羅的解析結果は、肝内の腫瘍は胆管癌であることや、ヒト疾患との共通点を示唆するものであった。これら研究結果は、本年度論文発表を行った（Int J Mol Sci. 2023 Sep 26;24(19):14581.）。
また申請者は、肝細胞におけるレチノイドシグナルの阻害が肝細胞癌の発癌につながることを、細胞株およびマウスを用いた実験により確認している。これまで、Cre-loxPシステムを用いて、肝内において胆管上皮特異的にレチノイドシグナルが阻害された遺伝子改変マウスを作出し、胆管病変の発生について検討し、Cre/loxP遺伝子組換えにより緑色（GFP）から赤色蛍光（RFP）に変換するROSA26 CreレポーターマウスとKrt19-iCreを交配させ、肝内において胆管上皮特異的なRFPの発現を確認した。さらに、胆管上皮レチノイドシグナル阻害マウスを作出して経時的な観察を行った。肝細胞特異的レチノイドシグナル阻害マウスにおける肝細胞と同様に、胆道系における病変の発生が期待されたが、最長で約12カ月後に解剖を行ったが明らかな胆管病変の発生はみられなかった。

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

これまでの研究結果を論文発表することができた。他の実験計画についても順調にすすんでいる。

今後の研究の推進方策

これまでの実験により、Krt19-iCreを用いた胆管上皮レチノイドシグナル阻害のみでは、明らかな肝内胆管癌は発生しないという結果が得られている。他の改変遺伝子との組合せや、胆管病変を誘発しうる薬剤（申請者が報告したazoxymethaneなど）や食餌を用いた解析を計画している。また、細胞株の実験で抗腫瘍効果が示されている薬剤について、申請者が確立し論文報告した肝内胆管発癌モデルを用いて、その予防的・治療的効果を検証する。

研究成果

• [雑誌論文] Serum MYCN as a predictive biomarker of prognosis and therapeutic response in the prevention of hepatocellular carcinoma recurrence (2024)
  • 著者名/発表者名: Qin XY, Shirakami Y, Honda M, Yeh SH, Numata K, Lai YY, Li CL, Wei F, Xu Y, Imai K, Takai K, Chuma M, Komatsu N, Furutani Y, Gailhouste L, Aikata H, Chayama K, Enomoto M, Tateishi R, Kawaguchi K, Yamashita T, Kaneko S, Nagaoka K, Tanaka M, Sasaki Y, Tanaka Y, Baba H, Miura K, Ochi S, Masaki T, et al
  • 雑誌名: International Journal of Cancer 巻: － 号: 3 ページ: 582-594
  • DOI: 10.1002/ijc.34893
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Animal naming test stratifies the risk of falls and fall-related fractures in patients with cirrhosis (2024)
  • 著者名/発表者名: Miwa T, Hanai T, Hirata S, Nishimura K, Unome S, Nakahata Y, et al
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 14 号: 1 ページ: 4307-4307
  • DOI: 10.1038/s41598-024-54951-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Novel Mouse Model of Intrahepatic Cholangiocarcinoma Induced by Azoxymethane (2023)
  • 著者名/発表者名: Shirakami Yohei、Kato Junichi、Ohnishi Masaya、Taguchi Daisuke、Maeda Toshihide、Ideta Takayasu、Kubota Masaya、Sakai Hiroyasu、Tomita Hiroyuki、Tanaka Takuji、Shimizu Masahito
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 24 号: 19 ページ: 14581-14581
  • DOI: 10.3390/ijms241914581
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Skeletal muscle atrophy is exacerbated by steatotic and fibrotic liver‐derived TNF‐α in senescence‐accelerated mice (2023)
  • 著者名/発表者名: Shirakami Yohei、Kato Junichi、Maeda Toshihide、Ideta Takayasu、Imai Kenji、Sakai Hiroyasu、Shiraki Makoto、Shimizu Masahito
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology and Hepatology 巻: 38 号: 5 ページ: 800-808
  • DOI: 10.1111/jgh.16171
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Editorial: Cancer and nutrients: new chemicals, signals, and biomarker-based therapy (2023)
  • 著者名/発表者名: Qin Xian-Yang、Mendoza-Parra Marco Antonio、Shirakami Yohei
  • 雑誌名: Frontiers in Oncology 巻: 13 ページ: 190065-190065
  • DOI: 10.3389/fonc.2023.1190065
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Targeting transglutaminase 2 mediated exostosin glycosyltransferase 1 signaling in liver cancer stem cells with acyclic retinoid (2023)
  • 著者名/発表者名: Qin XY, Furutani Y, Yonezawa K, Shimizu N, Kato-Murayama M, Shirouzu M, Xu Y, Yamano Y, Wada A, Gailhouste L, Shrestha R, Takahashi M, Keillor JW, Su T, Yu W, Fujii S, Kagechika H, Dohmae N, Shirakami Y, Shimizu M, Masaki T, Matsuura T, Suzuki H, Kojima S
  • 雑誌名: Cell Death & Disease 巻: 14 号: 6 ページ: 358-358
  • DOI: 10.1038/s41419-023-05847-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] MicroRNA as a Biomarker in Gastroenterological Cancers. (2022)
  • 著者名/発表者名: Morishita A, Shirakami Y, Okumura T, Masaki T.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 23 号: 9 ページ: 4701-4701
  • DOI: 10.3390/ijms23094701
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The phosphorylated retinoid X receptor-α promotes diethylnitrosamine-induced hepatocarcinogenesis in mice through the activation of β-catenin signaling pathway. (2022)
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Yamada Y, Kubota M, Imai K, Shirakami Y, Tomita H, Hara A, Shimizu M.
  • 雑誌名: Carcinogenesis. 巻: 43 号: 3 ページ: 254-263
  • DOI: 10.1093/carcin/bgab099
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Higher Accumulation of Visceral Adipose Tissue Is an Independent Risk Factor for Hepatocellular Carcinoma among Viral Hepatitis Patients with Non-Cirrhotic Livers (2021)
  • 著者名/発表者名: Imai Kenji、Takai Koji、Miwa Takao、Maeda Toshihide、Hanai Tatsunori、Shirakami Yohei、Suetsugu Atsushi、Shimizu Masahito
  • 雑誌名: Cancers 巻: 13 号: 23 ページ: 5980-5980
  • DOI: 10.3390/cancers13235980
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Micro-RNA Analysis of Pancreatic Cyst Fluid for Diagnosing Malignant Transformation of Intraductal Papillary Mucinous Neoplasm by Comparing Intraductal Papillary Mucinous Adenoma and Carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Shirakami Y, Iwashita T, Uemura S, Imai H, Murase K, Shimizu M.
  • 雑誌名: J Clin Med 巻: 10 号: 11 ページ: 2249-2249
  • DOI: 10.3390/jcm10112249
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Olmesartan-associated sprue-like enteropathy diagnosed by capsule endoscopy and double balloon endoscopy (2021)
  • 著者名/発表者名: Taguchi Daisuke、Ibuka Takashi、Arao Masamichi、Mizutani Taku、Ozawa Noritaka、Kubota Masaya、Shirakami Yohei、Shiraki Makoto、Araki Hiroshi、Shimizu Masahito
  • 雑誌名: Clinical Journal of Gastroenterology 巻: 14 号: 6 ページ: 1649-1654
  • DOI: 10.1007/s12328-021-01514-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inhibitory effects of a selective prostaglandin E2 receptor antagonist RQ-15986 on inflammation-related colon tumorigenesis in APC-mutant rats (2021)
  • 著者名/発表者名: Shirakami Yohei、Nakanishi Takayuki、Ozawa Noritaka、Ideta Takayasu、Kochi Takahiro、Kubota Masaya、Sakai Hiroyasu、Ibuka Takashi、Tanaka Takuji、Shimizu Masahito
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 号: 5 ページ: e0251942-e0251942
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0251942
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 【老化と慢性炎症】肝臓における老化と慢性炎症 (2021)
  • 著者名/発表者名: 白上 洋平、清水 雅仁
  • 雑誌名: 別冊Bio Clinica: 慢性炎症と疾患 巻: 10 ページ: 63-67
• [学会発表] A Novel Model of Intrahepatic Cholangiocarcinoma Using Obese Mice and Carcinogen (2024)
  • 著者名/発表者名: Maeda T, Shirakami Y, Taguchi D, Kubota M, Sakai H, Shimizu M
  • 学会等名: Asian Pacific Association for the Study of the Liver (APASL) 2024 Kyoto
  • 国際学会
• [学会発表] Steatotic and fibrotic liver and related conditions in senescence-accelerated mice (2023)
  • 著者名/発表者名: Shirakami Y, Sakai H, Shimizu M.
  • 学会等名: The 3rd JSH International Liver Conference
  • 国際学会
• [学会発表] High-fat Diet Promotes Hepatic Fibrosis and Tumorigenesis in a Rat Cirrhosis Model (2023)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Taguchi, Yohei Shirakami, Toshihide Maeda, Hiroyasu Sakai, Masahito Shimizu
  • 学会等名: The Asian Pacific Association for the Study of the Liver (APASL) Oncology 2023
  • 国際学会
• [学会発表] 腹部超音波検査を契機に診断された肝外門脈閉塞症の一例 (2023)
  • 著者名/発表者名: 関根綾子、白上洋平、高田彩永、中山純里、高井光治、菊地良介、渡邉崇量、大倉宏之
  • 学会等名: 日本超音波学会 第44回中部地方会学術集会
• [学会発表] クローン病モデルマウスを用いた腸管免疫制御における Retinoid X Receptor-αの役割に関する研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 境 浩康、田口 大輔、前田 俊英、白上 洋平、清水 雅仁
  • 学会等名: 日本レチノイド研究会 第34回学術集会
• [学会発表] ワークショップ３「加齢と臓器連関－肝臓を中心に（胆汁酸、Microbiome含む）」 老化マウスにおける骨格筋萎縮は脂肪肝由来のTNF-alphaにより増悪する (2022)
  • 著者名/発表者名: 白上洋平、清水雅仁
  • 学会等名: 第58回日本肝臓学会総会
• [学会発表] シンポジウム21「個別化予防医療・先制医療」 Prevention of hepatocellular carcinoma by targeting cancer stem cell with acyclic retinoid. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shirakami Y, Qin XY, Sakai H, Shimizu M.
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Workshop 21「Molecular Mechanisms of Liver Fibrosis」Steatotic and fibrotic liver and related conditions in senescence-accelerated mice. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shirakami Y, Shimizu M.
  • 学会等名: APASL Oncology
  • 国際学会
• [学会発表] 肥満マウスを用いた肝内胆管発癌モデル (2022)
  • 著者名/発表者名: 白上洋平、加藤潤一、前田俊英、久保田全哉、境 浩康、富田弘之、田中卓二、清水雅仁
  • 学会等名: 第12回肥満と消化器疾患研究会
• [学会発表] 膵貯蔵レチノイドと膵線維化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 白上洋平、境 浩康、清水雅仁
  • 学会等名: 第373回脂溶性ビタミン総合研究委員会
• [学会発表] TNBS誘発マウス大腸炎におけるRetinoid X Receptor-αの役割に関する研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 白上洋平、境 浩康、田口大輔、前田俊英、清水雅仁
  • 学会等名: 日本レチノイド研究会 第33回学術集会
• [学会発表] 老化促進マウスSAMにおけるサルコペニア 肝筋相関に基づいた検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 清水雅仁, 白上洋平
  • 学会等名: 第21回日本抗加齢医学会総会