上咽頭癌におけるファルネシル化を介した、エクソソーム形成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23K15883
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分56050:耳鼻咽喉科学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 小林 英士 金沢大学, 附属病院, 助教 (00632530)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2023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: 上咽頭癌 / ファルネシル化 / エクソソーム / 頭頸部癌 / Epstein-Barrウイルス

研究開始時の研究の概要

癌の転移には、エクソソームと呼ばれる細胞外小胞が重要な役割を果たしていると近年報告されており、上咽頭癌においてもエクソソームが高転移性に関わることが報告されている。
ファルネシル化はタンパクの脂質修飾の一種であるが、その阻害剤であるTipifarnibの、頭頸部癌に対する有用性が報告された。上咽頭癌モデルにおいても、エクソソーム分泌機構に、ファルネシル化が関与することが報告されている。
本研究において、上咽頭癌におけるエクソソームの形成機構に着目し、その機構へのファルネシル化の関与を解明し、さらには新規治療標的ならびにバイオマーカーとしての応用の可能性を探索することを目的とする。

研究実績の概要

癌の転移には、エクソソームと呼ばれる細胞外小胞が重要な役割を果たしていることが、近年分かってきた。ファルネシル化はタンパクの脂質修飾の一種であるが、その阻害剤であるTipifarnibの、HRAS変異陽性頭頸部癌に対する有用性が2021年に報告された。上咽頭癌モデルにおいても、LMP1のエクソソーム分泌機構に、ubiquitin C-terminal hydrolase L1 (UCH-L1)のファルネシル化が関与することが報告されており、上咽頭癌への応用も期待できる。本研究は、タンパクのファルネシル化がエクソソームの形成に重要な役割を果たすという仮説の元、エクソソームの形成メカニズム、特に膜タンパクのエクソソームへの分泌メカニズムへの、ファルネシル化の関与を解明することを目的としている。
本年度は、培養細胞系を用いた実験によりファルネシル化阻害剤により細胞からのエクソソーム分泌量が減少することを示した。このことはエクソソーム形成メカニズムにファルネシル化が重要な役割を果たしていることを示唆している。さらには、臨床患者血清からのエクソソーム検出・PD-L1の検出を行った。現状は少数の症例であるが、PD-L1陽性エクソソームの検出に成功した。また、ファルネシル化阻害剤の有用性が示されているHRAS変異陽性頭頸部癌の検出法の開発も行った。HRAS変異をSanger法を用いて検出できることが示された。これにより、新たな観点からのファルネシル化阻害剤の有用性の探索も可能となった。

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

これまでの研究において、培養細胞系を用いた実験によりファルネシル化阻害剤が細胞からのエクソソーム分泌量に与える影響について、評価を行うことが出来た。
また、少数の症例ではあるが、臨床患者血清からのエクソソーム検出・PD-L1の検出に成功した。
さらには、頭頸部癌の臨床検体から、HRAS変異をSanger法を用いた検出にも成功した。
以上のような結果が得られており、現時点では概ね順調に進展しているものと判断している。

今後の研究の推進方策

次年度以降は、培養細胞系では、エクソソーム形成メカニズムにおけるタンパク輸送機構に焦点をあて、詳細な解析を行うことを予定している。さらには培養細胞系で得られた結果を実験動物や臨床検体での解析に展開することも予定している。
臨床検体での解析でもこれまで一定の成果を得られているが、現段階では目的としている遺伝子や物質の検出に留まっている。これを患者予後などとの相関を併せて評価・解析し、実際の治療応用に向けた探索を予定している。

研究成果

• [雑誌論文] Lymph node metastasis regulation by peritumoral tonsillar tissue mitochondria-related pathway activation in oropharyngeal cancer (2024)
  • 著者名/発表者名: Wakisaka Naohiro、Moriyama-Kita Makiko、Kondo Satoru、Kobayashi Eiji、Ueno Takayoshi、Nakanishi Yosuke、Endo Kazuhira、Sugimoto Hisashi、Yoshizaki Tomokazu
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 19 号: 2 ページ: e0299750-e0299750
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0299750
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Peritumoral SPARC expression induced by exosomes from nasopharyngeal carcinoma infected Epstein‐Barr virus: A poor prognostic marker (2023)
  • 著者名/発表者名: Dochi Hirotomo, Kondo Satoru, Komura Shigetaka, Moriyama‐Kita Makiko, Komori Takeshi, Nanbo Asuka, Sakaguchi Miako, Fukuyo Masaki, Hamabe‐Horiike Toshihide, Tanaka Mariko, Mizokami Harue, Kano Makoto, Kitagawa Yuki, Kobayashi Eiji, Hirai Nobuyuki, Ueno Takayoshi, Nakanishi Yosuke, et. al.
  • 雑誌名: International Journal of Cancer 巻: 154 号: 5 ページ: 895-911
  • DOI: 10.1002/ijc.34777
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent Advances in Assessing the Clinical Implications of Epstein-Barr Virus Infection and Their Application to the Diagnosis and Treatment of Nasopharyngeal Carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki Tomokazu、Kondo Satoru、Dochi Hirotomo、Kobayashi Eiji、Mizokami Harue、Komura Shigetaka、Endo Kazuhira
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 12 号: 1 ページ: 14-14
  • DOI: 10.3390/microorganisms12010014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Effectiveness of nivolumab for sinonasal carcinomas (2023)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi E, Ueno T, Yoshizaki T
  • 学会等名: ERS 2023
• [学会発表] Clinical effectiveness of nivolumab and its prognostic factors related to tumor immunity (2023)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi E, Sugimoto H, Yoshizaki T
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Society of Head and Neck Surgery (ASHNO2023)