肝癌進展を担う脂質や過酸化脂質の機能解明~分岐鎖アミノ酸による肝癌治療を目指して~

研究課題

研究課題/領域番号	23K16770
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分59040:栄養学および健康科学関連
研究機関	三重大学
研究代表者	玉井康将三重大学, 医学部附属病院, 助教 (90913905)
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 *注記	4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円) 2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円) 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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード	肝細胞癌 / パルミチン酸 / 細胞外小胞 / 栄養 / 分子鎖アミノ酸
研究開始時の研究の概要	本研究では、ヒト肝癌細胞株や肝癌モデルマウスを用いて、肝細胞癌における脂質や過酸化脂質成分の役割を解明する。さらに、BCAA投与による肝細胞癌の脂質や過酸化脂質成分の改善を介した肝発癌や癌増殖の抑制効果について検討する。最後に、脂質や過酸化成分の変化やBCAA投与によるこれらの成分の変動について、肝細胞癌患者の癌部や非癌部組織を用いて検証する。本研究を通じて、現在全容が不明である脂肪性肝疾患からの肝発癌や進行に脂質や過酸化脂質が関与するという新たな分子メカニズムと新たなメカニズムを介したBCAAの新しい癌治療効果を解明する。
研究実績の概要	近年、肝炎ウイルス排除後や代謝異常関連脂肪性肝疾患からの肝発癌が世界的に増加しており、局所療法が適応とならない進行肝細胞癌に対して免疫チェックポイント阻害剤の投与が始まっている。脂肪成分を多く含む肝細胞癌は免疫チェックポイント阻害剤に対する反応性が異なることや、過酸化脂質は発癌や炎症の増悪に関与することが知られており、肝細胞癌の発症や進行において脂質や過酸化脂質成分は重要な役割を担うことが示唆される。本研究では肝硬変肝で脂質や過酸化脂質成分が変動するという先行研究の結果を発展させ、ヒト肝癌細胞株や肝癌モデルマウスにBCAAを投与する実験系を用いて「脂質や過酸化脂質成分、さらには過酸化脂質により惹起される炎症細胞の活性化が肝細胞癌の発症や増殖に関与する分子メカニズムを解明する」ことを目的とする。令和5(2023)年度は、肝癌細胞株を用いて、肝細胞における脂肪成分の影響を検討した。肝癌細胞株(HepG2,Hep3B)にパルミチン酸を添加し、脂肪毒性により障害肝癌細胞に脂肪滴を蓄積させた。Oil-Red O染色やAdipophilin染色により脂肪滴が有意に上昇していることを確認した。RT-PCRではSREBP-1cやTGFβが有意に上昇していた。上清を回収し、超遠心により細胞外小胞(EV)を分離した。パルミチン酸を添加した障害肝細胞癌中の上清には有意にEVが増加していた。回収したEVを免疫細胞に添加して、癌免疫微小環境への影響を検討した。
現在までの達成度 (区分)	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脂肪滴を増加させて障害肝癌細胞からはより多くの細胞外小胞が放出されており、癌免疫微小環境に影響を与えていた。マウス全血からFicollにてPBMCを分離して、MACSでCD8+T細胞を回収した。EVを添加し、PD1、CTLA4、TIM3、LAG3、TIGITなどの遺伝子発現を比較した。
今後の研究の推進方策	今後は分子鎖アミノ酸(BCAA)の添加により、脂肪滴やEVによる免疫微小環境への影響への差異を検討する。さらに、脂肪性肝炎から発癌するマウスとしてSTAM(steric animal model)マウス(20週)とCDAA-HFD(choline-deficient L-amino acid defined high fat diet)マウス(24週)に、BCAAまたは生理食塩水を最後の8週間毎日経口投与し、肝癌部と非癌部に分けて肝臓と血液を回収する。肝癌の数とサイズや、肝癌部と非癌部の脂質や過酸化脂質代謝関連・酸化関連・酸化還元酵素関連・癌関連・細胞周期関連・オートファジー関連・細胞死経路・BCAA代謝関連の遺伝子発現やタンパク質発現により、肝癌における脂質や過酸化脂質代謝関連経路と発癌や癌増殖との関連について検討する。次に、肝癌の増殖に関与する免疫細胞（マクロファージやT細胞や好中球等を含む）の変化を解析する。