肺癌における間質形成メカニズムと間質浸潤制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22K07000
• 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49030:実験病理学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 三井 伸二 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (80646505)
• 研究分担者: 榎本 篤 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (20432255)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: CD109 / 肺腺癌 / がん間質 / がん関連線維芽細胞 / 肺癌 / 間質浸潤 / Meflin

研究開始時の研究の概要

正常な肺の間質成分はごく少量であるが，肺癌では間質成分が増加し，同部への浸潤が生じる．しかし，その詳細なメカニズムは不明である．
我々が作製したCD109ノックアウトマウスに肺腺癌を発症させたところ，野生型マウスに発症した腺癌に比べ，間質への浸潤が有意に抑制されることが明らかとなった．加えて，ヒト肺腺癌では，癌・間質境界領域の癌細胞にはCD109が，間質側の線維芽細胞には我々が同定したMeflinがそれぞれ高発現しており，かつ両者が機能的に関連することが見出された．
以上のことから，本研究では，癌・間質境界領域におけるCD109/Meflinの相互作用が間質浸潤を制御する可能性について検証する．

研究実績の概要

扁平上皮癌・脳腫瘍・肺腺癌・骨肉腫などの多くのヒト腫瘍組織で発現が増強するCD109タンパク質は，これらの腫瘍の発症ないし進展を助長する分子であることが近年明らかとなりつつある．我々は，このCD109を欠損させたCD109ノックアウトマウスを作出し，個体レベルでの解析を行ってきた．このCD109ノックアウトマウス(CD109-/-マウス)と肺腺癌自然発症モデルを交配させ，肺腺癌を発症させたところ，CD109野生型マウス(CD109+/+マウス)に発症した腺癌に比べ，間質浸潤が有意に抑制されることが明らかとなった．加えて，ヒト肺腺癌の間質浸潤部では，癌・間質境界領域の癌細胞にはCD109が，間質側の線維芽細胞にはやはり我々が同定したMeflinがそれぞれ高発現しており，かつ両者が機能的に関連する可能性が見出された．
これまでに，ヒト肺腺癌においてCD109高発現群が低発現群に比べて有意に生命予後不良であることを明らかにするとともに，上述のCD109とMeflinを強制発現させた培養細胞を用いた免疫沈降により，両者が共沈するとの予備的結果が得られている．
さらに，より生理的な条件で両者の相互作用を検討するため，CD109およびMeflinの両者を内因性に発現する細胞株を二種同定することに成功した．現在，本細胞株を用いた免疫沈降法による詳細な解析を継続している．
また，癌・間質境界領域におけるCD109/Meflinの相互作用を組織学的に検討するため，ヒト組織切片を用いた免疫組織化学的解析を行う上での適切な条件設定が完了しており，実際のヒト肺癌症例を用いた解析を実施中である．

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

研究計画に沿って，ヒト肺癌組織におけるCD109およびMeflinの発現パターンを免疫組織化学的に解析した．また，CD109およびMeflinを内因性に発現する細胞株を同定することができた．

今後の研究の推進方策

CD109およびMeflinを内因性に発現する細胞株二種を用いて，引き続きCD109およびMeflinの相互作用を検討するとともに，ヒト肺癌組織を用いた免疫組織化学的解析を継続する．
また，研究計画に沿って，マウス組織を用いた解析を行う予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Single-cell colocalization analysis using a deep generative model (2024)
  • 著者名/発表者名: Kojima Yasuhiro、Mii Shinji、Hayashi Shuto、Hirose Haruka、Ishikawa Masato、Akiyama Masashi、Enomoto Atsushi、Shimamura Teppei
  • 雑誌名: Cell Systems 巻: 15 号: 2 ページ: 180-192
  • DOI: 10.1016/j.cels.2024.01.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meflin is a marker of pancreatic stellate cells involved in fibrosis and epithelial regeneration in the pancreas (2024)
  • 著者名/発表者名: Ando R, Shiraki Y, Miyai Y, Shimizu H, Furuhashi K, Minatoguchi S, Kato K, Kato A, Iida T, Mizutani Y, Ito K, Asai N, Mii S, Esaki N, Takahashi M, Enomoto A.
  • 雑誌名: J Pathol 巻: 262 号: 1 ページ: 61-75
  • DOI: 10.1002/path.6211
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Significance of expression of CD109 in osteosarcoma and its involvement in tumor progression via BMP signaling (2023)
  • 著者名/発表者名: Mori N, Esaki N, Shimoyama Y, Shiraki Y, Asai N, Sakai T, Nishida Y, Takahashi M, Enomoto A, Mii S.
  • 雑誌名: Pathol Res Pract. 巻: 245 ページ: 154443-154443
  • DOI: 10.1016/j.prp.2023.154443
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CD109 on Dendritic Cells Regulates Airway Hyperreactivity and Eosinophilic Airway Inflammation (2023)
  • 著者名/発表者名: Aono Yuya、Suzuki Yuzo、Horiguchi Ryo、Inoue Yusuke、Karayama Masato、Hozumi Hironao、Furuhashi Kazuki、Enomoto Noriyuki、Fujisawa Tomoyuki、Nakamura Yutaro、Inui Naoki、Mii Shinji、Takahashi Masahide、Suda Takafumi
  • 雑誌名: American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 巻: 68 号: 2 ページ: 201-212
  • DOI: 10.1165/rcmb.2022-0109oc
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible disease-protective roles of fibroblasts in cancer and fibrosis and their therapeutic application (2022)
  • 著者名/発表者名: Shiraki Y, Mii S, Esaki N, Enomoto A.
  • 雑誌名: Nagoya Journal of Medical Science 巻: 84 号: 3 ページ: 484-496
  • DOI: 10.18999/nagjms.84.3.484
  • ISSN: 0027-7622
  • URL: https://nagoya.repo.nii.ac.jp/records/2003741
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Downregulation of ROBO4 in pancreatic cancer serves as a biomarker of poor prognosis and indicates increased cell motility and proliferation through activation of MMP-9. (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka M, Hayashi M, Sonohara F, Yamada S, Tanaka H, Sakai A, Mii S, Kobayashi D, Kurimoto K, Tanaka N, Inokawa Y, Takami H, Hattori N, Kanda M, Tanaka C, Nakayama G, Koike M, Kodera Y.
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol. 巻: 29 号: 11 ページ: 7180-7189
  • DOI: 10.1245/s10434-022-12039-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pharmacologic conversion of cancer-associated fibroblasts from a protumor phenotype to an antitumor phenotype improves the sensitivity of pancreatic cancer to chemotherapeutics (2022)
  • 著者名/発表者名: Iida T, Mizutani Y, Esaki N, Ponik SM, Burkel BM, Weng L, Kuwata K, Masamune A, Ishihara S, Haga H, Kataoka K, Mii S, Shiraki Y, Ishikawa T, Ohno E, Kawashima H, Hirooka Y, Fujishiro M, Takahashi M, Enomoto A
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 41 号: 19 ページ: 2764-2777
  • DOI: 10.1038/s41388-022-02288-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Meflin-positive cancer-associated fibroblasts enhance tumor response to immune checkpoint blockade (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyai Yuki、Sugiyama Daisuke、Hase Tetsunari、Asai Naoya、Taki Tetsuro、Nishida Kazuki、Fukui Takayuki、Chen-Yoshikawa Toyofumi Fengshi、Kobayashi Hiroki、Mii Shinji、Shiraki Yukihiro、Hasegawa Yoshinori、Nishikawa Hiroyoshi、Ando Yuichi、Takahashi Masahide、Enomoto Atsushi
  • 雑誌名: Life Science Alliance 巻: 5 号: 6 ページ: e202101230-e202101230
  • DOI: 10.26508/lsa.202101230
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CD109 expression in tumor cells and stroma correlates with progression and prognosis in pancreatic cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Adachi Kai、Sakurai Yasutaka、Ichinoe Masaaki、Tadehara Masayoshi、Tamaki Akihiro、Kesen Yurika、Kato Takuya、Mii Shinji、Enomoto Atsushi、Takahashi Masahide、Koizumi Wasaburo、Murakumo Yoshiki
  • 雑誌名: Virchows Archiv 巻: - 号: 4 ページ: 819-829
  • DOI: 10.1007/s00428-021-03230-2
  • 査読あり
• [学会発表] がん関連タンパク質CD109の骨肉腫における発現と腫瘍進展への関与 (2023)
  • 著者名/発表者名: 三井 伸二，森 奈津美，下山 芳江，髙橋 雅英，榎本 篤
  • 学会等名: 第112回日本病理学会総会
• [学会発表] GPI アンカー型タンパク質CD109に着目した恒常性維持および腫瘍進展機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 三井 伸二
  • 学会等名: 第69回日本病理学会秋期特別総会
  • 招待講演
• [学会発表] Meflin, a New Population Maker of Portal Fibroblasts, Suppress Cholangiocarcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 喜介，白木 之浩，三井 伸二，江﨑 寛季，砂川 真輝，馬場 泰輔，江畑 智希，榎本 篤
  • 学会等名: 第82回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 骨肉腫におけるGPIアンカー型膜タンパク質CD109の発現とその機能解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 三井 伸二，森田 悠聖，大河内 凱翔，下山 芳江，髙橋 雅英，榎本 篤
  • 学会等名: 第111回日本病理学会総会
• [備考] 腫瘍病理学 分子病理学分野
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/patho2/
• [備考] 腫瘍病理学 分子病理学分野 | 名古屋大学大学院医学系研究科
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/patho2/