ヒト大腸上皮培養による大腸癌幹細胞の分化破綻機構解析

• 研究領域: 癌幹細胞を標的とする腫瘍根絶技術の新構築
• 研究課題/領域番号: 23130506
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 土屋 輝一郎 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 寄附講座講師 (40376786)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円); 2012年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2011年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: Atoh1 / 癌幹細胞 / 炎症発がん / 大腸上皮培養 / がん幹細胞可視化 / 粘液産生がん

研究実績の概要

本計画は同時に開発した大腸上皮細胞の初代培養系を応用し癌化モデルによる正常幹細胞由来癌幹細胞の形成を空間的・経時的に解析することで癌幹細胞の特異性、機能維持機構を解明することを目的とする。今年度は計画に従いマウス由来大腸上皮の初代培養を行い、in vitroにおける炎症発がんモデルを確立するため、初代培養細胞にAOM処理を行い、さらに種々のサイトカインにて刺激するなど条件検討を行った。小腸初代培養細胞においてTLR5は基底側に限局して発現しており、フラジェリン添加によりサイトカインを産生することが明らかとなった。一方でTLR4は管腔側に限局して局在しLPS添加による応答は認められなかった。しかし大腸上皮初代培養細胞ではフラジェリン、LPSの両方に応答することが判明し、NFkBシグナルが作動することを確認した。また炎症発がんの特徴である粘液産生がんに着目し、粘液産生に寄与するAtoh1蛋白の機能解析を行い、粘液産生のみならずがん幹細胞性質、抗がん剤耐性機構まで関与することを明らかとした。
以上の成果は当初の研究計画をおおむね順調に遂行しており、ヒト大腸初代培養の確立および幹細胞可視化への条件検討は炎症発がんのモデルだけでなく、種々の病態、疾患予測に有用であると期待される。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The acquisition of malignant potential in colon cancer is regulated by the stabilization of Atonal homolog 1 protein. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kano Y
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 432 号: 1 ページ: 175-181
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.01.034
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bone marrow-mesenchymal stem cells are a major source of interleukin-7 and sustain colitis by forming the niche for colitogenic CD4+ memory T cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nemoto Y, Nakamura T, Watanabe M et al
  • 雑誌名: Gut. 巻: 62 号: 8 ページ: 1142-1152
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2012-302029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modifiedsingle-operator method for double-balloon endoscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Araki A, Suzuki S, Tsuchiya K, OshimaS, Okada E, Watanabe M
  • 雑誌名: Dig Endosc 巻: 24(6) 号: 6 ページ: 470-4
  • DOI: 10.1111/j.1443-1661.2012.01321.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endoscopic ultrasound with double-balloon endoscopy for the diagnosis of inverted Meckel'sdiverticulum: a case report (2012)
  • 著者名/発表者名: Araki A, Tsuchiya K, Oshima S, Okada E,Suzuki S, Akiyama JM, Fujii T, OkamotoR, Watanabe M
  • 雑誌名: J Med Case Rep 巻: 6(1) 号: 1 ページ: 328-328
  • DOI: 10.1186/1752-1947-6-328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional engraftment of colon epithelium expanded in vitro from a single adult Lgr5+stem cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Yui S, Nakamura T, Sato T, Nemoto Y, Mizutani T, Zheng X, Ichinose S, Nagaishi T, Okamoto R, Tsuchiya K, Clevers H, and Watanabe M
  • 雑誌名: Nature Medicine 巻: 18 号: 4 ページ: 618-623
  • DOI: 10.1038/nm.2695
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time analysis of P-glycoprotein-mediated drug transport across primary intestinal epithelium three-dimensionally cultured in vitro (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizutani T, Nakamura T, et al
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 419 号: 2 ページ: 238-243
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.01.155
  • 査読あり
• [雑誌論文] The development of colitogenic CD4+ T cells is regulated by IL-7 in collaboration with natural killer cell function in a murine model of colitis (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaji O, Totsuka T
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 188 号: 6 ページ: 2524-2536
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1100371
  • 査読あり
• [雑誌論文] Luminal CD4+ T cells penetrate gut epithelial monolayers and egress from lamina propria to blood circulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Nemoto Y, Watanabe M
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 141 号: 6 ページ: 2130-2139
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2011.08.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upregulated IL-7Rα expression on colitogenic memory CD4+ T cells may participate in the development and persistence of chronic colitis (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinohara, T., et al
  • 雑誌名: J.Immunol. 巻: 186 号: 4 ページ: 2623-2632
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1000057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of Hath1 gene expression directly regulated by Heslvia Notch signaling is associated with goblet cell depletion in ulcerative colitis (2011)
  • 著者名/発表者名: Zheng X, Nakamura T, et al
  • 雑誌名: Inflamm Bowel Dis 巻: 17 号: 11 ページ: 2251-2260
  • DOI: 10.1002/ibd.21611
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longitudinal cell formation in the entire human small intestine is correlated with the localization of Hath1 and Klf4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki M, Tsuchiya K, Suzuki S, Watanabe M, et al
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 46 号: 2 ページ: 191-202
  • DOI: 10.1007/s00535-010-0346-x
  • NAID: 10029027237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of interferon signaling by infectious hepatitis C virus clones with substitutions of core amino acids 70 and 91 (2011)
  • 著者名/発表者名: Funaoka Y, Sakamoto N, Suda G, Itsui Y, Nakagawa M, Kakinuma S, Watanabe T, Nitta S, Kitazume A, Kiyohashi K, Murakawa M, Azuma S, Tsuchiya K,Watanabe M
  • 雑誌名: J Virol 巻: 85 号: 12 ページ: 5986-94
  • DOI: 10.1128/jvi.02583-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] MR enterocolonography is useful for simultaneous evaluation of small and large intestinal lesions in Crohn's disease (2011)
  • 著者名/発表者名: Hyun SB, Kitazume Y, Suzuki S, Watanabe M, et al
  • 雑誌名: Inflam Bowel Dis 巻: 17 号: 5 ページ: 1063-1072
  • DOI: 10.1002/ibd.21510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory effect of a triterpenoid compound, with or without alpha interferon, on hepatitis C virus infection (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Sakamoto N, Nakagawa M, Azuma S, Watanabe M, et al.
  • 雑誌名: Antimicrob Agents Chemother 巻: 55(6) 号: 6 ページ: 2537-2545
  • DOI: 10.1128/aac.01780-10
  • 査読あり
• [学会発表] The acquisition of cancer stemness in colon cancer by the Atoh1 protein stabilization. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kano Y, Tsuchiya K, Horita N, Zheng X, Okamoto R, Nakamura T, Watanabe M
  • 学会等名: DDW2012
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-05-19
• [学会発表] Flagellin response via TLR5 on basolateral membrane of primary intestinal epithelial cells is regulated by Notch signaling. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K, Zheng X, Kano Y, Okamoto R, Nakamura T, Watanabe M
  • 学会等名: DDW2012
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-05-19
• [学会発表] The stabilization of Atoh1 protein in colon cancer acquires cancer stemness and chemoresistance. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K, Kano Y, Mizutani T, Yui S, Nakamura T, Watanabe M
  • 学会等名: 第10回 幹細胞シンポジウム
  • 発表場所: 淡路島
• [学会発表] The stabilization of Atoh1 protein in colitic cancer induces cancer stemness and chemoresistance. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K, Kano Y, Watanabe M
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Intestinal stem cells and cancer stem cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K
  • 学会等名: Cancer Stem Cell Symposium
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸における幹細胞維持とがん幹細胞発現機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土屋輝一郎、加納嘉人、中村哲也、渡辺 守
  • 学会等名: 第44回日本臨床分子形態学会総会・学術集会
  • 発表場所: 高知
  • 招待講演
• [学会発表] Flagellin via TLR5 on basolateral membrane of primary intestinal epithelial cells. (IEC) shows the role of IEC in the response to bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K
  • 学会等名: UEGW2011
  • 発表場所: Stockholm
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] The stabilization of Atoh1 protein in colorectal cancer mimics raucinous adenocarcinoma (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋輝一郎
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] IBDにおける消化管上皮の分化制御と免疫応答 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋輝一郎
  • 学会等名: 第39回日本臨床免疫学会総会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Cdx2 and Hes1 regulate Hath1 gene expression independently of each other, associating with goblet cell content in Ulcerative Colitis (2011)
  • 著者名/発表者名: Zheng X, Tsuchiya K
  • 学会等名: DDW 2011
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2011-05-09