セツキシマブ長期投与による舌癌細胞の細胞骨格系と細胞内タンパク輸送に及ぼす影響

• 研究課題/領域番号: 21K16942
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分57020:病態系口腔科学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 奥山 紘平 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (30781968)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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: 頭頸部癌 / 口腔がん / セツキシマブ / ガスダーミンD / パイロトーシス / オートファジー / Hippo-YAP経路 / 4-Nitroquinoline 1-Oxide / Cetuximab / Autophagy / Cell migration / Tubulin / Cytoskeleton / YAP pathway / Cell density / 抗EGFR阻害薬 / 細胞遊走 / 細胞骨格 / 細胞内輸送タンパク / モータータンパク

研究開始時の研究の概要

筆者はFucciシステムを導入したSAS細胞(舌癌由来)を用い、セツキシマブ(Cmab)処理後の細胞周期動態を解析し、数日を経てG1期で細胞周期の停止(G1 arrest)を確認し、細胞遊走の有意な低下を認めた。タンパク発現を解析すると、G1 arrestはSkp2の活性低下とp27Kip1の蓄積、オートファジーの発現に起因することが分かった。細胞遊走には細胞骨格系を構成する微小管の動態が関与する。本研究では、Cmab処理によって生じる細胞遊走能の低下と微小管動態の関連、そしてそれによる細胞内輸送タンパクの変化、G1 arrestの生物学的意義を明らかにし、Cmabを用いた治療戦略を探る。

研究実績の概要

申請者はセツキシマブの長期処理によって頭頸部扁平上皮癌細胞において、G1期での細胞周期の停止、細胞遊走能低下とそれによる細胞密度上昇、オートファジーの発現を明らかにした。次いで、パイロトーシス様細胞死が確認された。パイロトーシスでは、ガスダーミンD(Gsdmd)がカスパーゼによって切断され、そのN末端(Gsdmd-N)が多量体化し、細胞膜上に溶解孔を形成する。近年、非がん細胞においてGsdmd-NがcGASを介してHippo-YAP経路を活性化することが報告された。また予備実験から、セツキシマブの細胞骨格や細胞内タンパク輸送に与える影響は少ないことがわかった。そこで本研究ではパイロトーシスに着目し、Gsdmdの切断やYAP経路への影響に着目することで、セツキシマブの長期処理がパイロトーシスに与える影響を解明することを次なる目標とした。実際、口腔がん細胞株に対し、トランスフェクションにてYAP5SAを過剰発現させたのち、LPSおよびコレラ・トキシンを作用させると、インフラマゾームの活性化を経てGsdmdの切断が増大することを確認した。本結果より、パイロトーシスおよびHipppo-YAP経路の活動性に何らかの関連があることが示された。In vivoでは、4-nitroquinoline 1-Oxide (4NQO)を野生型、およびGsdmdノックアウトマウス(Gsdmd-/-)に16週間投与し、口腔腫瘍形成をエンドポイントとしたDisease-free survival curveを作成し、カプランマイヤー法にて解析したところ、Gsdmd-/-では野生型と比較し、有意に腫瘍形成までの期間が長いことが明らかとなった。今後は本腫瘍モデルを利用し、腫瘍微小環境におけるパイロトーシスと腫瘍免疫、そしてそれらにHippo-YAP経路の増幅がどのように関連するかを研究予定である。

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

現時点ではin vivoでの実験で前述の通り有力なデータが得られており、口腔がんにおけるインフラマゾームの役割について、特にガスダーミンDに注目し、その動態解析を集中的に行なってきた。In vitroにおいてもいくつかの興味深いデータが得られたため、引き続き動態解析を行なっていく所存である。

今後の研究の推進方策

野生型マウスで得られたin vivoデータは有力であり、In vivoでの実験は継続しながら、今後はこれに対するIn vitroでの生物学的メカニズムの検証も併せて集中的に行っていく必要がある。共同研究者の動物実験施設において、タモキシフェンによってYAP経路を過剰発現させるLysMCRE-ER YAP5SAマウスラインが確立されており、今後使用予定である。現在は野生型、およびGsdmd-/-マウスにおける骨髄由来マクロファージの機能に着目し、本経路が腫瘍免疫に及ぼす影響を検証中である。

研究成果

• [国際共同研究] University of Michigan(米国)
• [国際共同研究] University of Michigan(米国)
• [雑誌論文] Tumor microenvironmental modification by the current target therapy for head and neck squamous cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Okuyama Kohei、Naruse Tomofumi、Yanamoto Souichi
  • 雑誌名: Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 巻: 42 号: 1 ページ: 114-114
  • DOI: 10.1186/s13046-023-02691-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Saturated fatty acids dampen the immunogenicity of cancer by suppressing STING (2023)
  • 著者名/発表者名: Heath Blake R.、Gong Wang、Taner Hulya F.、Broses Luke、Okuyama Kohei、Cheng Wanqing、Jin Max、Fitzsimonds Zackary R.、Manousidaki Andriana、Wu Yuesong、Zhang Shaoping、Wen Haitao、Chinn Steven B.、Bartee Eric、Xie Yuying、Moon James J.、Lei Yu Leo
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 42 号: 4 ページ: 112303-112303
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112303
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oral Bacterial Contributions to Gingival Carcinogenesis and Progression (2023)
  • 著者名/発表者名: Okuyama Kohei、Yanamoto Souichi
  • 雑誌名: Cancer Prevention Research 巻: 16 号: 4 ページ: 199-209
  • DOI: 10.1158/1940-6207.capr-22-0511
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Relationship between Tumor Budding and Partial Epithelial?Mesenchymal Transition in Head and Neck Cancer (2023)
  • 著者名/発表者名: Okuyama Kohei、Suzuki Keiji、Yanamoto Souichi
  • 雑誌名: Cancers 巻: 15 号: 4 ページ: 1111-1111
  • DOI: 10.3390/cancers15041111
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] TMEM16A as a potential treatment target for head and neck cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Okuyama Kohei、Yanamoto Souichi
  • 雑誌名: Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 巻: 41 号: 1 ページ: 196-196
  • DOI: 10.1186/s13046-022-02405-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical manifestations of diffuse large B-cell lymphoma that exhibits initial symptoms in the maxilla and mandible: a single-center retrospective study (2022)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Michi、Hiroyuki Hiroyuki、Yu Oikawa、Kohei Okuyama、Takuma Kugimoto、Takeshi Kuroshima、Hideaki Hirai、Yumi Mochizuki、Hiroaki Shimamoto、Hirofumi Tomioka、Hirokazu Kachi、Jun-ichiro Sakamoto、Kou Kayamori、Tetsuya Yoda
  • 雑誌名: BMC Oral Health 巻: 22 号: 1 ページ: 20-20
  • DOI: 10.1186/s12903-022-02056-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term immunosuppressive therapy leads to poor outcomes in patients with oral squamous cell carcinoma. (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomofumi Naruse, Souichi Yanamoto, Mitsunobu Otsuru, Kohei Okuyama, Kota Morishita, Shin-ichi Yamada, Masahiro Umeda
  • 雑誌名: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Surgical treatment for oral tongue squamous cell carcinoma: A retrospective study of 432 patients (2021)
  • 著者名/発表者名: Yu Oikawa, Takuma Kugimoto, Yoshihisa Kashima, Kohei Okuyama, Toshimitsu Ohsako, Takeshi Kuroshima, Hideaki Hirai, Hirofumi Tomioka, Hiroaki Shimamoto, Yasuyuki Michi, Hiroyuki Harada
  • 雑誌名: Global Health & Medicine 巻: 3 号: 3 ページ: 157-162
  • DOI: 10.35772/ghm.2020.01084
  • NAID: 130008062525
  • ISSN: 2434-9186, 2434-9194
  • 年月日: 2021-06-30
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Surgical strategy for medication-related osteonecrosis of the jaw (MRONJ) on maxilla: A multicenter retrospective study (2021)
  • 著者名/発表者名: Kohei Okuyama, Saki Hayashida, Satoshi Rokutanda, Akiko Kawakita, Sakiko Soutome, Shunsuke Sawada, Souichi Yanamoto, Yuka Kojima, Masahiro Umeda
  • 雑誌名: Journal of Dental Sciences 巻: - 号: 3 ページ: 885-890
  • DOI: 10.1016/j.jds.2020.12.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Multicenter retrospective analysis of clinicopathological features and prognosis of oral tongue squamous cell carcinoma in adolescent and young adult patients (2021)
  • 著者名/発表者名: Kohei Okuyama、Souichi Yanamoto、Yasuyuki Michi、Eri Shibata、Maiko Tsuchiya、Misaki Yokokawa、Tomofumi Naruse、Hirofumi Tomioka、Takeshi Kuroshima、Hiroaki Shimamoto、Tohru Ikeda、Masahiro Umeda、Tetsuya Yoda、Hiroyuki Harada
  • 雑誌名: Medicine 巻: 100 号: 41 ページ: e27560-e27560
  • DOI: 10.1097/md.0000000000027560
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epithelial-Myoepithelial Carcinoma of the Minor Salivary Glands: Case Series with Comprehensive Review (2021)
  • 著者名/発表者名: Kohei Okuyama、Yasuyuki Michi、Yoshihisa Kashima、Hirofumi Tomioka、Hideaki Hirai、Misaki Yokokawa、Yuko Yamagata、Takeshi Kuroshima、Yuriko Sato、Maiko Tsuchiya、Kou Kayamoro、Tohru Ikeda、Hiroyuki Harada
  • 雑誌名: Diagnostics 巻: 11 号: 11 ページ: 2124-2124
  • DOI: 10.3390/diagnostics11112124
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prodromal symptoms of streptococcal toxic shock syndrome caused by Group A Streptococcus in the head and neck region: a case report (2021)
  • 著者名/発表者名: Kohei Okuyama, Tomofumi Naruse, Souichi Yanamoto, Saki Hayashida, Satoshi Rokutanda, Akiko Kawakita, Kohei Furukawa, MasahiroUmeda
  • 雑誌名: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology 巻: 33 号: 2 ページ: 211-214
  • DOI: 10.1016/j.ajoms.2020.08.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 肺転移に対し外科療法を行った下顎骨原発骨肉腫の1例 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柴田 恵里, 奥山 紘平, 道 泰之, 坂本 啓, 原田 浩之, 依田 哲也
  • 雑誌名: 日本口腔外科学会雑誌 巻: 67 ページ: 353-358
  • NAID: 130008076268
  • 査読あり
• [学会発表] BATF2 suppresses cancer initiation by promoting γδ T-cell-mediated immunity (2023)
  • 著者名/発表者名: Wang Gong, Hulya Taner, Yuesong Wu, Wanqing Cheng, Kohei Okuyama, Zaiye Li, Shadmehr Demehri, Felipe Nor, Deepak Nagrath, Steven B Chinn, Christopher R Donnelly, James J Moon, Yuying Xie, Yu Leo Lei
  • 学会等名: IOTN Semi-Annual SC Meeting 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Resolving an Immune Tolerogenic Niche at the Earliest Phase of Oral Cancer Initiation (2023)
  • 著者名/発表者名: Hulya Taner, Wang Gong, Luke Broses, Kohei Okuyama, Wanqing Cheng, Jung Kuczura, Sashider Rajesh, Yee Sun Tan, Shadmehr Demehri, Jianwen Que, Yuying Xie, Yu Leo Lei
  • 学会等名: AACR ANNUAL MEETING 2023
  • 国際学会
• [学会発表] IL-1α Mediated Suppressive Myeloid Function in Head and Neck Cancer (2023)
  • 著者名/発表者名: Hulya F. Taner, Wang Gong, Kohei Okuyama, Luke Proses, Wanqing Cheng, Jung Kuczura, Sashider Rajesh, Yuying Xie, Yu Leo Lei
  • 学会等名: The 52nd meeting of the AADOCR, and 47th meeting of the CADR
  • 国際学会
• [学会発表] Sox2-driven Epithelial Transformation Promotes IL1-mediated Peripheral Immune Tolerance (2023)
  • 著者名/発表者名: Hulya F. Taner, Wang Gong, Kohei Okuyama, Luke Broses, Wanqing Cheng, Jung Kuczura, Sashider Rajesh, Yuying Xie, Yu Leo Lei
  • 学会等名: University of Michigan School of Dentistry Research Day 2023
• [学会発表] TMEM16A as a therapeutic target for Head and Neck Cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Kohei Okuyama, Souichi Yanamoto
  • 学会等名: 8th World Congress of the International Academy of Oral Oncology
  • 国際学会
• [学会発表] SOX2 Driven Epithelial Transformation Creates Immune Tolerance By Recruiting Suppressive Myeloid Cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Taner H, Broses L, Gong W, Barnett KC, Li Z, Manousidaki A, Nor F, Lanzel E, Tan YS, Okuyama K, Ge S, Zhao H, Polverini PJ, Chinn S, Prince M, Demehri S, Wolf GT, Nor JE, Que J, Ting JP, Xie Y, Lei YL.
  • 学会等名: American Association of Dental, Oral, and Craniofacial Research (AADOCR)
  • 国際学会
• [学会発表] SOX2-driven epithelial transformation creates immune tolerance by recruiting suppressive myeloid cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Taner H, Broses L, Gong W, Barnett KC, Li Z, Manousidaki A, Nor F, Lanzel E, Tan YS, Okuyama K, Ge S, Zhao H, Polverini PJ, Chinn S, Prince M, Demehri S, Wolf GT, Nor JE, Que J, Ting JP, Xie Y, Lei YL.
  • 学会等名: University of Michigan School of Dentistry Research Day
  • 国際学会
• [学会発表] 舌に発生した孔道癌の１例 (2021)
  • 著者名/発表者名: 時崎 詩織, 富岡 寛文, 伊澤 和倫, 奥山 紘平, 釘本 琢磨, 田中 眞也, 栢森 高, 池田 通, 原田 浩之
  • 学会等名: 第211回（公社）日本口腔外科学会関東支部学術集会