栄養環境がもたらすエピゲノム制御変化の解明に基づく肝発癌増殖進展の制御

• 研究課題/領域番号: 21K07904
• 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: 熊本大学 (2023); 長崎国際大学 (2021)
• 研究代表者: 佐々木 裕 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 名誉教授 (70235282)
• 研究分担者: 長岡 克弥 熊本大学, 病院, 助教 (00759524) ; 渡邊 丈久 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (20634843) ; 吉村 亮二 長崎国際大学, 公私立大学の部局等, 講師 (20782569) ; 山添 太士 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 肝炎・免疫研究センター, 肝疾患研究部 上級研究員 (20736219)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 栄養環境 / 肝癌細胞 / エピゲノム / 脂質代謝 / NASH / 小胞体ストレス / 酸化ストレス / 代謝リプログラミング / 肝発癌進展 / マイクロRNA / エピゲノム制御薬 / マルチオミクス解析

研究開始時の研究の概要

原発性肝癌では、異常な栄養環境がエピゲノム制御を変化させ肝発癌進展に時空間的に関与する可能性が示唆される。
一方、マイクロRNA(miRNA)は内在性のRNAサイレンシング機構を担い遺伝子発現を制御するが、発現異常にはエピゲノム制御が関与している。
そこで異常な栄養環境がエピゲノム制御を介してmiRNAの発現を変化させ肝発癌増殖進展に寄与するかを、肝癌細胞を対象にmiRNA・遺伝子発現の網羅的解析を融合したマルチオミクス解析にて明らかにする。また異常栄養によるmiRNA発現変化を化合物ライブラリーにより再現できるかを検証すると共に、エピゲノム制御薬を用いた肝癌関連miRNAの発現制御を試みる。

研究実績の概要

ヒストン脱メチル化酵素LSD2が脂肪代謝のエピゲノム制御因子である（doi: 10.1128 /MCB. 01404-14.）という先行研究をもとに、LSD2の発現に関与する栄養因子を検討した。HepG2細胞のChIP-seq解析より複数の転写因子を見出し、さらに酸化ストレスにより活性化されるJNKの阻害剤、JNKの標的である転写因子JunのKDを用いた解析から、NASH肝に発生する酸化ストレスがLSD2の発現を制御することを明らかにした。
次に、栄養環境による遺伝子発現の変化をin vivoで検討するために、NOD-SCIDマウスをNASH誘導食にて給餌し、HepG2細胞を肝臓に注入するXenograftモデルを作製した。対象肝群とNASH肝群共に腫瘍塊を認め、両群の腫瘍間で変動する遺伝子群をオントロジー（GO）エンリッチメント解析した。NASH肝群では、Nrf2によって誘導されるレドックス制御遺伝子やフェロトーシス関連遺伝子AKR1C1の発現が上昇し、STC2も増強し、SREBP2は低下した。さらに遺伝子発現制御をin vitroで解析した。パルミチン酸やNrf2誘導剤では、レドックス制御遺伝子の発現は上昇するもSTC2の発現上昇はわずかであり、種々の酸化ストレス刺激もSTC2の発現を誘導できなかった。一方、ERストレス誘導剤は、STC2遺伝子の発現上昇とSREBP2の発現低下をもたらした。
そこでSTC2やAKR1C1の役割を明らかにするために、各々HepG2 KD株を作製した。ERストレス誘導剤添加でSTC2KD 株では細胞増殖が抑制され、STC2の発現はERストレスによる細胞死を抑制することが明らかとなった。
加えて抗癌剤、分子標的治療薬の効果に対するERストレスの影響を、HepG2野生株にて検討したところ、IC50が上昇し治療抵抗性が増強することが示された。

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] Serum Angiopoietin-2 Levels Predict the Development of Hepatocellular Carcinoma following Hepatitis C Virus Eradication Using Direct-Acting Antiviral Agents (2024)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takanori、Matsuura Kentaro、Nagura Yoshihito、Kawamura Hayato、Fujiwara Kei、Ogawa Shintaro、Nagaoka Katsuya、Iio Etsuko、Watanabe Takehisa、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Oncology 巻: - 号: 7 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1159/000536154
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel, small anti-HBV compound reduces HBsAg and HBV-DNA by destabilizing HBV-RNA (2024)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Takehisa、Hayashi Sanae、Zhaoyu Yan、Inada Hiroki、Nagaoka Katsuya、Tateyama Masakuni、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 59 号: 4 ページ: 315-328
  • DOI: 10.1007/s00535-023-02070-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elevated 2-oxoglutarate antagonizes DNA damage responses in cholangiocarcinoma chemotherapy through regulating aspartate beta-hydroxylase (2024)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka Katsuya、Bai Xuewei、Liu Dan、Cao Kevin、Mulla Joud、Ji Chengcheng、Chen Hongze、Nisar Muhammad Azhar、Bay Amalia、Mueller William、Hildebrand Grace、Gao Jin-Song、Lu Shaolei、Setoyama Hiroko、Tanaka Yasuhito、Wands Jack R.、Huang Chiung-Kuei
  • 雑誌名: Cancer Letters 巻: 580 ページ: 216493-216493
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2023.216493
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Randomized phase I/II study of vascular endothelial growth factor receptor peptide vaccines for patients with hepatocellular carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshimaru Yoko、Nagaoka Katsuya、Tanaka Kentaro、Narahara Satoshi、Inada Hiroki、Kurano Sotaro、Tokunaga Takayuki、Iio Etsuko、Watanabe Takehisa、Setoyama Hiroko、Tateyama Masakuni、Yoshida Koji、Tsunoda Takuya、Nakamura Yusuke、Tanaka Motohiko、Sasaki Yutaka、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: - 号: 5 ページ: 451-464
  • DOI: 10.1111/hepr.13995
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical usefulness of inside stents in anastomotic biliary strictures after liver transplantation (2023)
  • 著者名/発表者名: Kugiyama Naotaka、Hashigo Shunpei、Nagaoka Katsuya、Watanabe Takehisa、Ushijima Shinya、Uramoto Yukiko、Yoshinari Motohiro、Morinaga Jun、Gushima Ryosuke、Tateyama Masakuni、Tanaka Motohiko、Naoe Hideaki、Sugawara Yasuhiko、Hibi Taizo、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: DEN Open 巻: 4 号: 1
  • DOI: 10.1002/deo2.305
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Serum inducible protein 10?kDa/C‐X‐C motif chemokine?10 levels predict regression of M2BPGi‐based liver fibrosis after hepatitis?C virus eradication by direct‐acting antiviral agents (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagura Yoshihito、Suzuki Takanori、Matsuura Kentaro、Ogawa Shintaro、Kawamura Hayato、Kuno Kayoko、Fujiwara Kei、Nojiri Shunsuke、Nagaoka Katsuya、Iio Etsuko、Watanabe Takehisa、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 54 号: 1 ページ: 32-42
  • DOI: 10.1111/hepr.13962
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hepatitis B core-related antigen: a novel and promising surrogate biomarker to guide anti-HBV therapy. (2023)
  • 著者名/発表者名: Inoue T, Watanabe T, Tanaka Y.
  • 雑誌名: Clin Mol Hepatol 巻: - 号: 4 ページ: 851-868
  • DOI: 10.3350/cmh.2022.0434
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Therapeutic Modifications without Discontinuation of Atezolizumab Plus Bevacizumab Therapy Are Associated with Favorable Overall Survival and Time to Progression in Patients with Unresectable Hepatocellular Carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga Takayuki、Tateyama Masakuni、Kondo Yasuteru、Miuma Satoshi、Miyase Shiho、Tanaka Kentaro、Narahara Satoshi、Inada Hiroki、Kurano Sotaro、Yoshimaru Yoko、Nagaoka Katsuya、Watanabe Takehisa、Setoyama Hiroko、Fukubayashi Kotaro、Tanaka Motohiko、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Cancers 巻: 15 号: 5 ページ: 1568-1568
  • DOI: 10.3390/cancers15051568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exercise changes the intrahepatic immune cell profile and inhibits the progression of nonalcoholic steatohepatitis in a mouse model (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui Yuriko、Mori Taizo、Yoshio Sachiyo、Sato Miku、Sakata Toshihiro、Yoshida Yuichi、Kawai Hironari、Yoshikawa Shiori、Yamazoe Taiji、Matsuda Michitaka、Kakazu Eiji、Osawa Yosuke、Oyama Chinatsu、Tamura-Nakano Miwa、Kawaguchi Takumi、Yoshizumi Tomoharu、Kanto Tatsuya
  • 雑誌名: Hepatology Communications 巻: 7 号: 10
  • DOI: 10.1097/hc9.0000000000000236
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dried blood spot-based host genome analysis technique targeting pathological associations with hepatitis B: Development and clinical application in the Cambodian population. (2023)
  • 著者名/発表者名: Setoyama H, Yamazoe T, Kanto T et al.
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: 12 号: 12 ページ: 1147-1155
  • DOI: 10.1111/hepr.13949
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Toll‐like receptor 7 agonist, GS‐986, is an immune‐stimulant inducing follicular helper T cells and expanding HBs antigen‐specific B cells <i>in vitro</i> (2023)
  • 著者名/発表者名: Mori Taizo、Yoshio Sachiyo、Yoshikawa Shiori、Tsustui Yuriko、Sakata Toshihiro、Yoshida Yuichi、Sakamoto Yuzuru、Kawai Hironari、Osawa Yosuke、Yamazoe Taiji、Aoki Yoshihiko、Fletcher Simon P.、Kanto Tatsuya
  • 雑誌名: Liver International 巻: 43 号: 6 ページ: 1213-1224
  • DOI: 10.1111/liv.15568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum osteopontin predicts the response to atezolizumab plus bevacizumab in patients with hepatocellular carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi Reika、Ito Takanori、Yoshio Sachiyo、Yamamoto Takafumi、Mizuno Kazuyuki、Ishigami Masatoshi、Kawashima Hiroki、Yasuda Satoshi、Shimose Shigeo、Iwamoto Hideki、Yamazoe Taiji、Mori Taizo、Kakazu Eiji、Kawaguchi Takumi、Toyoda Hidenori、Kanto Tatsuya
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: - 号: 6 ページ: 565-574
  • DOI: 10.1007/s00535-023-01985-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of sodium glucose cotransporter 2 inhibitors and pioglitazone on FIB‐4 index in metabolic‐associated fatty liver disease (2023)
  • 著者名/発表者名: Mino Masaaki、Kakazu Eiji、Sano Akitoshi、Katsuyama Hisayuki、Hakoshima Mariko、Yanai Hidekatsu、Aoki Yoshihiko、Imamura Masatoshi、Yamazoe Taiji、Mori Taizo、Yoshio Sachiyo、Inoue Jun、Masamune Atsushi、Kanto Tatsuya
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: - 号: 7 ページ: 618-628
  • DOI: 10.1111/hepr.13898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peripheral‐dominant liver fibrosis and tumor distribution in a mouse model of congestive hepatopathy (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawai Hironari、Osawa Yosuke、et al.
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 53 号: 4 ページ: 370-376
  • DOI: 10.1111/hepr.13866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal management of lenvatinib therapy for patients with unresectable hepatocellular carcinoma by balancing the therapeutic effect with the relative dose intensity. (2022)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga T, Nagaoka K, Watanabe T, Tanaka M, Tanaka Y, et al.
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: 52 号: 1 ページ: 105-119
  • DOI: 10.1111/hepr.13720
  • 査読あり
• [雑誌論文] Droplet digital PCR assay provides intrahepatic HBV?cccDNA quantification tool for clinical application (2022)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Sanae、Isogawa Masanori、Kawashima Keigo、Ito Kyoko、Chuaypen Natthaya、Morine Yuji、Shimada Mitsuo、Higashi-Kuwata Nobuyo、Watanabe Takehisa、Tangkijvanich Pisit、Mitsuya Hiroaki、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-022-05882-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clusterin and Related Scoring Index as Potential Early Predictors of Response to Sorafenib in Hepatocellular Carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Narahara S, Watanabe T, Nagaoka K, Fujimoto N, Furuta Y, Tanaka K, Tokunaga T, Kawasaki T, Yoshimaru Y, Setoyama H, Oniki K, Saruwatari J, Tateyama M, Naoe H, Tanaka M, Tanaka Y, Sasaki Y.
  • 雑誌名: Hepatology Communications 巻: - 号: 5 ページ: 1198-1212
  • DOI: 10.1002/hep4.1872
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modified albumin?bilirubin grade to predict eligibility for second-line therapies at progression on sorafenib therapy in hepatocellular carcinoma patients (2021)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga Takayuki、Tanaka Motohiko、Tanaka Kentaro、Narahara Satoshi、Kawasaki Takeshi、Yoshimaru Yoko、Nagaoka Katsuya、Watanabe Takehisa、Tateyama Masakuni、Naoe Hideaki、Sasaki Yutaka、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: International Journal of Clinical Oncology 巻: 26 号: 5 ページ: 922-932
  • DOI: 10.1007/s10147-020-01835-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Murine neonatal ketogenesis preserves mitochondrial energetics by preventing protein hyperacetylation (2021)
  • 著者名/発表者名: Arima Yuichiro、Nakagawa Yoshiko、Takeo Toru、Ishida Toshifumi、Yamada Toshihiro、et al.
  • 雑誌名: Nature Metabolism 巻: 3 号: 2 ページ: 196-210
  • DOI: 10.1038/s42255-021-00342-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ten‐Eleven Translocation 1 Promotes Malignant Progression of Cholangiocarcinoma With Wild‐Type Isocitrate Dehydrogenase 1 (2021)
  • 著者名/発表者名: Bai Xuewei、Zhang Hongyu、Zhou Yamei、Nagaoka Katsuya、Meng Jialin、Ji Chengcheng、Liu Dan、Dong Xianghui、Cao Kevin、Mulla Joud、Cheng Zhixiang、Mueller William、Bay Amalia、Hildebrand Grace、Lu Shaolei、Wallace Joselynn、Wands Jack R.、Sun Bei、Huang Chiung‐Kuei
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 73 号: 5 ページ: 1747-1763
  • DOI: 10.1002/hep.31486
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Sphingosine‐1‐phosphate promotes tumor development and liver fibrosis in mouse model of congestive hepatopathy (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawai H, Osawa Y, Matsuda M, Tsunoda T, Yanagida K, Hishikawa D, Okawara M, Sakamoto Y, Shimagaki T, Tsutsui Y, Yoshida Y, Yoshikawa S, Hashi K, Doi H, Mori T, Yamazoe T, Yoshio S, Sugiyama M, Okuzaki D, Komatsu H, Inui A, Tamura-Nakano M, Oyama C, Shindou H, Kusano H, Kage M, Ikegami T, Yanaga K, Kanto T
  • 雑誌名: Hepatology 巻: - 号: 1 ページ: 112-125
  • DOI: 10.1002/hep.32256
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cluster of Differentiation 44 Promotes Liver Fibrosis and Serves as a Biomarker in Congestive Hepatopathy (2021)
  • 著者名/発表者名: Osawa Y, Kawai H, Yamazoe T, Kanto T, et al.
  • 雑誌名: Hepatology Communications 巻: 5 号: 8 ページ: 1437-1447
  • DOI: 10.1002/hep4.1721
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Calcium signaling induces a partial EMT (2021)
  • 著者名/発表者名: NorgardJason RJ, Yamazoe T, Stranger BZ, et al.
  • 雑誌名: EMBO Reports 巻: - 号: 9
  • DOI: 10.15252/embr.202051872
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] TET1-mediated 5-hydroxymethylcytosine is involved in hepatocyte apoptosis in alcoholic liver disease progression. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka K, Huang C K., Tanaka Y.
  • 学会等名: JSH International Liver Conference
  • 国際学会
• [学会発表] A Possible diagnostic marker of mitochondrial dysfunction, AREG, is associated with tumor size in hepatocellular carcinoma. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka K, Watanabe T, Tanaka Y, et al.
  • 学会等名: APASL Single Topic Conference
  • 国際学会
• [学会発表] INTERFERON-RELATED GENE EXPRESSION CHANGES MEDIATED BY ALPHAFETOPROTEIN IN PATIENTS WHO DEVELOPED HEPATOCELLULAR CARCINOMA AFTER HEPATITIS C VIRUS ERADICATION (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka K, Watanabe T, Tanaka Y, et al.
  • 学会等名: American Association for the Study of Liver Disease, Liver meeting
  • 国際学会
• [学会発表] ミトコンドリア機能不全がもたらすNAFLD肝組織におけるアンフィレグリン発現増加 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡克弥、渡邊丈久、田中靖人
  • 学会等名: 第109回日本消化器病学会総会 シンポジウム13
• [学会発表] 転写因子・エピゲノム統合解析を用いた肝細胞癌ミトコンドリア機能不全の診断マーカーの同定 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡克弥、渡邊丈久、田中靖人
  • 学会等名: 第59回日本肝臓学会総会パネルディスカッション4
• [学会発表] Elevated 2-oxoglutarate antagonizes chemotherapeutic effects in cholangiocarcinoma by targeting DNA damage response signaling pathways. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka K, Chengcheng Ji, Wands JR, et al.
  • 学会等名: The 72nd Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
  • 国際学会
• [学会発表] 肝内胆管癌におけるAspartateβ-hydroxylase阻害剤とDNA合成阻害剤による相乗的なDNA損傷と抗腫瘍効果の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 長岡克弥、HuangChiung-Kuei、田中靖人
  • 学会等名: 第57回日本肝臓学会総会
• [学会発表] ヒストン修飾酵素LSD2による肝脂質代謝制御と栄養環境対応性の発現変化～NAFLDの病態解明を目指して～ (2021)
  • 著者名/発表者名: 長岡克弥、渡邊丈久、楢原哲史、田中健太郎、徳永尭之、川崎剛、吉丸洋子、瀬戸山博子、立山雅邦、田中基彦、佐々木裕、田中靖人
  • 学会等名: 第25回日本肝臓学会大会
• [学会発表] 肝細胞癌に対するソラフェニブ・レンバチニブの薬剤選択に有用な血清バイオマーカーの解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 楢原哲史、渡邊丈久、田中靖人
  • 学会等名: 第57回 日本肝臓学会
• [学会発表] Novel serum biomarkers useful for drug selection of sorafenib and lenvatinib for hepatocellular carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Narahara S, Watanabe T, Tanaka Y, et al.,
  • 学会等名: The 72nd Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
  • 国際学会