分子生物学プロファイリングによる膀胱上皮内癌治療効果と予後予測マーカーの探索

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K10605
• 研究機関: 奈良県立医科大学
• 研究代表者: 藤本 清秀 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (50264867)
• 研究分担者: 千原 良友 奈良県立医科大学, 医学部附属病院, 研究員 (40405395) ; 三宅 牧人 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (80601400)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 膀胱がん / 免疫細胞 / ミトコンドリア / アミノレブリン酸 / BCG / コラーゲン / 鉄 / がん微小環境

研究実績の概要

ヒト膀胱がん組織とマウス化学発がんモデルを用いて、筋層非浸潤性膀胱がんや上皮内癌の発育進展に関連する分子と抗癌剤やBCG膀胱内注入療法に対する治療抵抗性に関連するマーカーを同定した。膀胱がんのがん微小環境においてCXCL1が介在する反応によりTumor-associated macrophages とCancer-associated fibroblastsが腫瘍進展に誘導され関与することを示した。また膀胱がんが産生するcollagen type Ⅳα1とcollagen type ⅩⅢα1が、がんの浸潤ポイントにおいてtumor buddingを誘導することを確認した。BCG膀胱内注入療法では、CD4、CD8、CD56陽性細胞が誘導されるが、CD204、制御性 T 細胞、PD-L1陽性細胞は抑制されず、抗癌剤ではCD56、CD204、Foxp3陽性細胞が抑制されることを明らかにした。一方、BCGはIL1A、ILl2、IL17Aを誘導し、抗癌剤はIL4、IL17Aを誘導するなど、薬剤により誘導する免疫応答が異なることを確認した。がん細胞のミトコンドリア内の鉄代謝異常を解析し、5-aminolevulinic acid、protoporphirin Ⅸ、鉄イオン、活性酸素種、p53、ferrochelatase、heme　oxygenase-1、peptide transporter-1、ATP-binding cassete group-2、hydroxymethilbilane synthaseなどの鉄代謝関連物質の動態を解析し、鉄の蓄積が活性酸素種の増加を起こし、発がんや進展に関与することを明らかにした。Ferrochelatase発現低下がヘム合成経路におけるprotoporphirin Ⅸの蓄積に関係すること、p53がミトコンドリア内の鉄代謝関連蛋白を制御する。

研究成果

• [雑誌論文] Gamma-Klotho exhibits multiple roles in tumor growth of human bladder cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hori S, Miyake M, Tatsumi Y, Morizawa Y, Nakai Y, Onishi S, Onishi K, Iida K, Gotoh D, Tanaka N, Fujimoto K.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 ページ: 19508-19524
  • DOI: 10.18632/oncotarget.24628
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spectrophotometric photodynamic diagnosis of prostate cancer cells excreted in voided urine using 5-aminolevulinic acid. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakai Y, Miyake M, Anai S, Hori S, Tatsumi Y, Morizawa Y, Onisi S, Tanaka N, Fujimoto K.
  • 雑誌名: Lasers Med Sci. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10103-018-2519-4.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Outcomes of subsequent non-muscle-invasive bladder cancer treated with intravesical Bacillus Calmette-Guérin after radical nephroureterectomy for upper urinary tract urothelial carcinoma. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyake M, Tatsumi Y, Matsumoto H, Nagao K, Matsuyama H, Inamoto T, Azuma H, Yasumoto H, Shiina H, Fujimoto K; Nishinihon Uro-Oncology Collaborative Group.
  • 雑誌名: BJU Int. 巻: 121 ページ: 764-773
  • DOI: 10.1111/bju.14111.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Biological Behavior and Long-Term Outcomes of Carcinoma In Situ in Upper Urinary Tract Managed by Radical Nephroureterectomy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Inamoto T, Matsuyama H, Ibuki N, Komura K, Takahara K, Fujimoto K, Shiina H, Sakano S, Nagao K, Miyake M, Tatsumi Y, Yasumoto H, Azuma H; Nishinihon Uro-Oncology Collaborative Group.
  • 雑誌名: J Urol. 巻: 199 ページ: 933-939
  • DOI: 10.1016/j.juro.2017.10.019.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulatory T Cells and Tumor-Associated Macrophages in the Tumor Microenvironment in Non-Muscle Invasive Bladder Cancer Treated with Intravesical Bacille Calmette-Guérin: A Long-Term Follow-Up Study of a Japanese Cohort. (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyake M, Tatsumi Y, Gotoh D, Ohnishi S, Owari T, Iida K, Ohnishi K, Hori S, Morizawa Y, Itami Y, Nakai Y, Inoue T, Anai S, Torimoto K, Aoki K, Shimada K, Konishi N, Tanaka N, Fujimoto K.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 18 ページ: -
  • DOI: 10.3390/ijms18102186.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diagnostic and prognostic role of urinary collagens in primary human bladder cancer. (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyake M, Morizawa Y, Hori S, Tatsumi Y, Onishi S, Owari T, Iida K, Onishi K, Gotoh D, Nakai Y, Anai S, Chihara Y, Torimoto K, Aoki K, Tanaka N, Shimada K, Konishi N, Fujimoto K.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 108 ページ: 2221-2228
  • DOI: 10.1111/cas.13384.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spectrophotometric photodynamic detection involving extracorporeal treatment with hexaminolevulinate for bladder cancer cells in voided urine. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakai Y, Ozawa T, Mizuno F, Onishi S, Owari T, Hori S, Morizawa Y, Tatsumi Y, Miyake M, Tanaka N, Tsuruta D, Fujimoto K.
  • 雑誌名: J Cancer Res Clin Oncol. 巻: 143 ページ: 2309-2316
  • DOI: 10.1007/s00432-017-2476-5.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Collagen type IV alpha 1 (COL4A1) and collagen type XIII alpha 1 (COL13A1) produced in cancer cells promote tumor budding at the invasion front in human urothelial carcinoma of the bladder. (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyake M, Hori S, Morizawa Y, Tatsumi Y, Toritsuka M, Ohnishi S, Shimada K, Furuya H, Khadka VS, Deng Y, Ohnishi K, Iida K, Gotoh D, Nakai Y, Inoue T, Anai S, Torimoto K, Aoki K, Tanaka N, Konishi N, Fujimoto K.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 8 ページ: 36099-36114
  • DOI: 10.18632/oncotarget.16432.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Topical and systemic immunoreaction triggered by intravesical chemotherapy in an N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) nitorosamine induced bladder cancer mouse model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hori S, Miyake M, Tatsumi Y, Onishi S, Morizawa Y, Nakai Y, Tanaka N, Fujimoto K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 ページ: e0175494
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0175494.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Altered deposition of collagens promote tumor budding at the tumor invasion front in urothelial carcinoma of the bladder (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyake M, Hori S, Morizawa Y, Nakai Y, Owari T, Itami Y, Tanaka N, Fujimoto K
  • 学会等名: 33rd Annual European Association of Urology Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Intravesical instillation of chemotherapeutic agents enhances immunomodulation of tumor microenvironment status in conventional BCG therapy (2018)
  • 著者名/発表者名: Hori S, Miyake M, Tatsumi Y, Morizawa Y, Nakai Y, Onishi K, Iida K, Gotoh D, Itami Y, Tanaka N, Fujimoto K
  • 学会等名: 33rd Annual European Association of Urology Congress
• [学会発表] Clinical Significance of Gamma-Klotho in Urothelial Carcinoma of the Bladder (2017)
  • 著者名/発表者名: Hori S, Miyake M, Morizawa Y, Tatsumi Y, Nakai Y, Fujimoto K
  • 学会等名: 37th Congress of the Société Internationale d'Urologie
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of pro-and anti-tumor effect induced by three colony-stimulating factors, G-CSF/GM-CSF/M-CSF using a human bladder cancer xenograft model: Is G-CSF a friend of cancer cells? (2017)
  • 著者名/発表者名: Hori S, Miyake M, Tatsumi Y, Morizawa Y, Nakai Y, Goto D, Onishi K, Iida K, Onishi S, Tanaka N, Fujimoto K
  • 学会等名: 32th Annual European Association of Urology Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Deposition of type IV and XIII collagens promote tumor infiltration at the invasion front in human bladder cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyake M, Hori S, Morizawa Y, Toritsuka M, Tatsumi Y, Nakai Y, Anai S, Tanaka N, Shimada K, Fujimoto K
  • 学会等名: 32th Annual European Association of Urology Congress