がん幹細胞・精子形成機構の免疫制御基盤

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04722
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 廣橋 良彦 札幌医科大学, 医学部, 講師 (30516901)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: がん幹細胞 / がん精巣抗原 / 免疫療法 / CTL

研究実績の概要

本研究期間において、ヒト初代培養がん細胞からがん幹細胞の分離を試みた。約５０例程度のヒト大腸がん症例および約１０例程度のヒト肺がん症例から得られたがん細胞を、スフェア培養法にて培養した。その結果、初代培養大腸がんから樹立したスフェア形成細胞は、比較対照群である血清存在下にて分化誘導を行った大腸がん細胞に比べ、高い造腫瘍能を示し、高い幹細胞関連分子（SOX2, Oct3/4, Nanog, ALDH1A1) 発現を示した。また、肺がん初代培養細胞から得られたスフェアにおいても、高い幹細胞関連分子の発現を認めた。これらの結果から、ヒト初代培養がん細胞から、スフェア培養法を用いる事により、がん幹細胞を濃縮できた事が示唆される。同初代培養がん幹細胞を用いて、トランスクリプトーム解析を行う為、cDNA マイクロアレイ法にて網羅的遺伝子発現解析を行った。その結果、がん幹細胞特異的発現を示す遺伝子群を検出した。さらに、がん幹細胞特異的遺伝子群から、正常臓器では精巣にのみ発現する遺伝子群を抽出した結果、ヒト大腸がん幹細胞には、OR7C1, DNAJB8, BORIS、肺がん幹細胞にはBORISが発現することを見出した。また、OR7C1, DNAJB8, BORIS にコードされるアミノ酸配列から、human leukocyte antigen (HLA)クラス１にコードされる候補抗原ペプチドをデザインし、それらの抗原ペプチド特異的細胞傷害性T細胞（CTL）を誘導した。これらの、新規がん精巣抗原特異的抗原ペプチドは、がん幹細胞標的免疫療法に有効である可能性が示唆される。

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

本研究において、初代培養がん幹細胞株の樹立がカギとなる。平成２７年度中に、ヒト大腸がんおよび肺がん細胞から、スフェア培養法を用いて、大腸がん幹細胞１株、肺がん幹細胞４株の樹立に成功した。また、大腸がん株１株および肺がん株１株のトランスクリプトーム解析を既に終えた。本トランスクリプトーム解析は、課題研究を遂行する上でのプラットフォームとなり、研究基盤が完成しつつあると考える。また、トランスクリプトーム解析から、本研究課題である、新規がん精巣抗原の探索が進みつつある。既に、OR7C1, DNAJB8, BORIS といった新規がん精巣抗原分子に対するCTL誘導も成功しており、これらのがん精巣抗原は、がん幹細胞標的免疫療法の有力候補となる。

今後の研究の推進方策

次年度以降では、先ずは、ヒトがんの多様性を考慮して、初代培養がん幹細胞株の樹立は継続して行う。大腸癌３０－４０例程度、肺がん１０例程度を目標とする。新たに樹立された初代培養がん幹細胞株および既に樹立したがん幹細胞株のトランスクリプトーム解析を進める。cDNAマイクロアレイ法を中心として行うが、次年度中に、RNA-sequence 法にても解析を行う。トランスクリプトーム解析からの新規がん精巣抗原スクリーニングを行う。
既にCTL誘導に成功した OR7C1, DNAJB8, BORIS に関しては、抗原特異的CTLクローンを樹立する。免疫不全マウスにおけるヒトがん幹細胞移植モデルにおいて、CTLクローンによる抗腫瘍効果を評価する。
また、新規がん精巣抗原においては、その免疫原性を評価する。
さらにこれらのがん精巣抗原が、がん幹細胞維持にどのように関わっているか、がん精巣抗原の機能解析を進める。

研究成果

• [雑誌論文] MAPK13 is preferentially expressed in gynecological cancer stem cells and has a role in the tumor-initiation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuda K, Hirohashi Y, Kuroda T, Takaya A, Kubo T, Kanaseki T, Tsukahara T, Hasegawa T, Saito T, Sato N, Torigoe T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 472 ページ: 643-647
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.03.004
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Matrix metalloproteinase-10 regulates stemness of ovarian cancer stem-like cells by activation of canonical Wnt signaling and can be a target of chemotherapy-resistant ovarian cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mariya T, Hirohashi Y, Torigoe T, Tabuchi Y, Asano T, Saijo H, Kuroda T, Yasuda K, Mizuuchi M, Saito T, Sato N
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: in press ページ: 1-17
  • DOI: 10.18632/oncotarget.8645
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Olfactory receptor family receptor, family 7, subfamily C, member 1 is a novel marker of colon cancer-initiating cells and is a potent target of immunotherapy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morita R, Hirohashi Y, Torigoe T, Inoda S, Takahashi A, Mariya T, Asanuma H, Tamura Y, Tsukahara T, Kanaseki T, Kubo T, Kutomi G, Mizuguchi T, Terui T, Ishitani K, Hashino S, Kondo T, Minagawa N, Takahashi N, Taketomi A, Todo S, Asaka M, Sato N.
  • 雑誌名: Clin Cancer Res 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Brother of the regulator of the imprinted site (BORIS) variant subfamily 6 is involved in cervical cancer stemness and can be a target of immunotherapy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Asano T, Hirohashi Y, Torigoe T, Mariya T, Horibe R, Kuroda T, Tabuchi Y, Saijo H, Yasuda K, Mizuuchi M, Takahashi A, Asanuma H, Hasegawa T, Saito T, Sato N.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 7 ページ: 11223-11237
  • DOI: 10.18632/oncotarget.7165
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Immune responses to human cancer stem-like cells/cancer-initiating cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirohashi Y, Torigoe T, Tsukahara T, Kanaseki T, Kochin V, Sato N
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 107 ページ: 12-17
  • DOI: 10.1111/cas.12830
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] がん幹細胞を標的とした免疫療法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣橋良彦
  • 学会等名: 第５回北海道探索病理学研究シンポジウム
  • 発表場所: ニューオータニイン札幌（札幌市）
  • 年月日: 2015-10-24 – 2015-10-24
  • 招待講演
• [学会発表] Establishment of cancer stem cell-targeting immunotherapy (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣橋良彦
  • 学会等名: 第13回日本臨床腫瘍学会学術集会
  • 発表場所: ロイトン札幌（札幌市）
  • 年月日: 2015-07-16 – 2015-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] 免疫療法でがんは治せるのか？ ~次世代のがん免疫療法~ (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣橋良彦
  • 学会等名: 日本耳鼻咽喉科学会第９８回和歌山地方部会総会
  • 発表場所: 和歌山県民文化会館（和歌山市）
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-05
  • 招待講演