新規酸性細胞外pH反応性がん転移促進／抑制因子の同定

• 研究課題/領域番号: 22K09929
• 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57020:病態系口腔科学関連
• 研究機関: 奥羽大学
• 研究代表者: 加藤 靖正 奥羽大学, 歯学部, 教授 (50214408)
• 研究分担者: 前田 豊信 奥羽大学, 歯学部, 教授 (10382756)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 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); 2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 酸性細胞外pH / 酸性細胞外pH依存性 / がん転移

研究開始時の研究の概要

酸性細胞外pHは代謝の結果としてのみならず、自身に作用する転移促進性の細胞外環境である。本研究では、遺伝子発現の最適pHがあり、転移成立に寄与していることを、public database用いたアプローチや、CRISPR-Cas9による遺伝子改変細胞による検証を介して新規の酸性細胞外pH反応性がん転移促進／抑制因子を同定する。

研究実績の概要

腫瘍組織内の細胞外pHは酸性を示すことは古くから知られている。私達は、これまでに高転移性マウス B16-BL6メラノーマにおいてMMP9の発現がpH 5.9 で強く誘導されることを見出し、その詳細について報告してきた。昨年度、B16-BL6細胞における酸性pHにより発現が変動する遺伝子を酸性pH誘導型、抑制さ れる遺伝子を酸性pH抑制型遺伝子とし、これらの遺伝子について、ヒト腫瘍における生存期間について検討した。発現誘導と一致した動態を示す場合をヒット数としてカウントした。酸性pH誘導型遺伝子、酸性pH抑制型遺伝子それぞれにおいて、ヒット数上位の遺伝子のうち酸性pH誘導型遺伝子としてSP100、酸性pH抑制型遺伝子としてSLC18A1について注目し、8種類の細胞株（メラノーマ(A2058, A375C5)、頭頚部扁平上皮癌(HSC3, HSC4, SAS)、肺癌 (A549, H1299, HT1080)）で検証実験を行った。SP100は現在までに６つのスプライシングバリアントが確認されているため、それぞれの発現における酸性の影響を調べたところ、バリアント２の遺伝子発現レベルが最も高く、次いでバリアント１の発現が高かった。それ以外のバリアントの発現レベルは約1/10000だった。A357C5、SAS、H1299、HT1080で、酸性pHによりバリアント２の発現が上昇した。酸性pH抑制型遺伝子として分類されたSLC18A1遺伝子は、2種類のメラノーマのみで発現しており、期待に反して酸性pHに反応して発現誘導された。今後、これらの遺伝子発現と酸性pHによる誘導のメカニズムについて細胞レベルで検討していく。

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

候補遺伝子として、B16-BL6メラノーマでの発現変動値が高いもののうち、ヒトのホモログの発現と生存期間が相関するものをヒット数としてカウントした結果、各臓器の腫瘍を酸性pH依存性の観点から分類できるという内容の論文を投稿することができた。

今後の研究の推進方策

候補遺伝子として、B16-BL6メラノーマでの発現変動値が高いもののうち、ヒトでのホモログの発現と生存期間が相関するものについて、細胞株を用いて検証する。

研究成果

• [雑誌論文] Bovine lactoferrin suppresses the cathepsin-dependent pathway of SARS-CoV-2 entry in?vitro (2024)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi-Sakamoto Michiyo、Maeda Toyonobu、Yusa Junko、Shimada Takahisa、Tani Hideki、Kato Yasumasa、Hirose Kimiharu
  • 雑誌名: International Dairy Journal 巻: 148 ページ: 105805-105805
  • DOI: 10.1016/j.idairyj.2023.105805
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] GPRC5B (G protein-coupled receptor class C group 5 member B) suppresses glucose starvation-induced apoptosis in head-and-neck squamous cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Kanamori K, Ozawa S, Iwabuchi H, Ikoma T, Suzuki K, Tanaka K, Yoshimura-Sawai N, Abe T, Kato Y, Hata R-I, Kobayashi M
  • 雑誌名: Biomedical Research 巻: 44 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.2220/biomedres.44.1
  • ISSN: 0388-6107, 1880-313X
  • 年月日: 2023-01-25
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lactoferrin as a Possible Preventive and Therapeutic Agent Against SARS-CoV-2 Infection (2023)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi-Sakamoto M, Maeda T, Yusa J, Tani H, Kato Y, Hirose K
  • 雑誌名: Journal of Disaster Research 巻: 18 号: 1 ページ: 27-33
  • DOI: 10.20965/jdr.2023.p0027
  • ISSN: 1881-2473, 1883-8030
  • 年月日: 2023-01-20
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ムチン4強制発現が及ぼす影響の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 内山梨夏, 前田豊信, 松本知生, 池田敏和, 加藤靖正, 山森徹雄
  • 雑誌名: 奥羽大学歯学誌 巻: 50 ページ: 71-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] 頭頸部扁平上皮癌におけるPOSTN遺伝子の発現量と生存率との相関性：in silico分析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 神林直大, 加藤靖正, 前田豊信, 高田 訓
  • 雑誌名: 奥羽大学歯学誌 巻: 50 ページ: 149-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] ニューデシンの脂肪分化に及ぼす影響について (2023)
  • 著者名/発表者名: 三浦琢磨, 前田豊信, 加藤靖正
  • 雑誌名: 奥羽大学歯学誌 巻: 50 ページ: 161-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒスタチンがマトリックスメタロプロテアーゼ９合成に与える影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 金子良平, 前田豊信, 松本知生, 内山梨夏, 池田敏和, 山森徹雄, 加藤靖正
  • 雑誌名: 奥羽大学歯学誌 巻: 50 ページ: 173-183
  • 査読あり
• [雑誌論文] SPARC is a decoy counterpart for c-Fos and is associated with osteoblastic differentiation of bone marrow stromal cells by inhibiting adipogenesis (2023)
  • 著者名/発表者名: Hatori T, Maeda T, Suzuki A, Takahashi K, Kato Y
  • 雑誌名: Molecular Medicine Reports 巻: 27 号: 2 ページ: 50-50
  • DOI: 10.3892/mmr.2023.12937
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Acute Bacterial Epiglottitis and COVID-induced Angioedema of the Larynx Are Possible Differential Diagnoses (2022)
  • 著者名/発表者名: Baba Y, Takahashi K, Kato Y
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 61 号: 24 ページ: 3765-3765
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.0809-22
  • ISSN: 0918-2918, 1349-7235
  • 年月日: 2022-12-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Personalized medicine based on the pathogenesis and risk assessment of endodontic periodontal lesions (2022)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Yamazaki K, Yamazaki M, Kato Y, Baba Y
  • 雑誌名: Journal of Personalized Medicine 巻: 12 号: 10 ページ: 1688-1688
  • DOI: 10.3390/jpm12101688
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nucleic acid-triggered tumoral immunity propagates pH‐selective therapeutic antibodies through tumor‐driven epitope spreading (2022)
  • 著者名/発表者名: Furuya G, Katoh H, Atsumi S, Hashimoto I, Komura D, Hatanaka R, Senga S, Hayashi S, Akita S, Matsumura H, Miura A, Mita H, Nakakido M, Nagatoishi S, Sugiyama A, Suzuki R, Konishi H, Yamamoto A, Abe H, Hiraoka N, Aoki K, Kato Y, Seto Y, Yoshimura C, Miyadera K, Tsumoto K, Ushiku T, Ishikawa S
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 114 号: 1 ページ: 321-338
  • DOI: 10.1111/cas.15596
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proposal for a paradigm shift in personalized medicine for patients with a maxillary edentulous jaw by ENT specialist and dentist cooperation (2022)
  • 著者名/発表者名: Baba Y, Kato Y, Takahashi K
  • 雑誌名: Journal of Personalized Medicine 巻: 12 号: 8 ページ: 1289-1289
  • DOI: 10.3390/jpm12081289
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bovine lactoferrin increases the poly(I:C)-induced antiviral response in vitro (2022)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi-Sakamoto M, Maeda T, Kimura M, Yusa J, Ito H, Tani H, Kato Y, Hirose K
  • 雑誌名: Biochemistry and Cell Biology 巻: 100 号: 4 ページ: 338-348
  • DOI: 10.1139/bcb-2021-0342
  • 査読あり
• [学会発表] 酸性細胞外pHに反応する遺伝子の臨床的意義～生存期間の酸性細胞外pH依存性に関するin silico解析～ (2023)
  • 著者名/発表者名: 馬渡琴織, 前田豊信, 加藤靖正
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部 第89回例会・シンポジウム
• [学会発表] 酸性細胞外微小環境で誘導される遺伝子の臨床的意義 (2023)
  • 著者名/発表者名: 加藤靖正, 馬渡琴織, 前田豊信
  • 学会等名: 第32回日本がん転移学会学術集会・総会
• [学会発表] 酸性細胞外pHに反応する遺伝子の発現と生存期間との相関性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 馬渡琴織, 前田豊信, 加藤靖正
  • 学会等名: 第65回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] ラクトフェリンによる SARS-CoV-2疑似ウイルス感染抑制の検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小林美智代, 前田豊信, 遊佐淳子, 加藤靖正, 廣瀬公治
  • 学会等名: 第65回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] In vitroにおけるラクトフェリン抗ウイルス作用の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小林美智代、前田豊信、遊佐淳子、加藤靖正、廣瀬公治
  • 学会等名: 第71回奥羽大学歯学会
• [学会発表] 公共データベースを用いた頭頸部扁平上皮癌におけるPOSTN遺伝子の発現量と予後と相関性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 神林直大、前田豊信、加藤靖正、高田 訓
  • 学会等名: 第72回奥羽大学歯学会