研究課題
A.ヒト膵癌におけるNotch/Hes1シグナルの発現および機能解析：膵癌は多数の遺伝子異常の蓄積により、化生性変化(ADM)、前癌病変(PanIN)を経て、多段階に浸潤癌へ至る。本研究ではヒト膵癌切除標本、あるいはヒト膵癌細胞株を用い、Hes1を中心とした種々のNotchシグナルの構成因子の発現、および機能解析を行った。これにより、ヒトADM-PanIN-浸潤癌、あるいはヒト膵癌細胞株におけるNotch/Hes1シグナルの高発現が確認された。また、ヒト膵癌細胞株を用いたマウスXenograftモデルを確立し、in vivo/in vitro の検討を行っている。これらにより、膵上皮細胞において変異KRASがHes1の発現を誘導することが明らかとなってきた。B.マウス膵癌前癌病変~膵癌の形成における Notch/Hes1シグナルの機能解析：Ela1-CreERT2マウスと、Cre誘導性に変異KRAS遺伝子を発現するマウスとの交配(Ela1-CreERT2;KRASG12Dマウス)、さらにはCre誘導性に変異TP53遺伝子を発現するマウスとの交配(Ela1-CreERT2;KRASG12D;TP53R172H マウス)により、膵癌マウスモデルを作成した。本モデルとHes1 flox マウスとの交配により、Hes1 遺伝子のノックアウトが、mPanINあるいは膵癌の形成をほぼ完全に抑制すれることが観察された。lieage tracingを用いた解析により、Hes1遺伝子ノックアウト下では、ADMよりPanINへの進行が阻止されることが示された。C.Hes1をターゲットとした新規膵癌治療法の探索：ヒト膵癌細胞株、あるいはこれを用いたマウスXenograftモデルに対する新規Hes1阻害剤の評価を開始している。
2: おおむね順調に進展している
A.ヒト膵癌におけるNotch/Hes1シグナルの発現および機能解析：ヒト膵癌切除標本におけるNotch/Hes1シグナルの発現の検討では、ヒト膵癌切除標本におけるHes1の発現について、免疫組織化学染色による検討を行うことができた。また、各種のヒト膵癌細胞株においても、Hes1 mRNA発現の定量的な発現検討が可能であった。さらに、ヒト膵癌細胞株を用いた マウスXenograftモデルの確立にも成功し、in vivo/in vitro における評価系を開始している。これらの検討により、膵上皮細胞における変異KRAS活性化がHes1の発現を誘導することが明らかとなってきた。B.マウス膵癌前癌病変~膵癌の形成における Notch/Hes1シグナルの機能解析：遺伝子改変動物を用いた膵前癌病変あるいは膵癌を形成する動物モデルを確立することができた。さらに、これらにHes1 floxマウスを交配し、Hes1遺伝子のノックアウトによる効果について評価を行った。これまでに、Hes1遺伝子のノックアウトが正常な膵細胞には影響を与えずに、膵前癌病変・膵癌の形成をほぼ完全に抑制するという極めて興味深い結果が確認された。さらに、lieage tracingを用いた解析により、Hes1遺伝子ノックアウト下では、ADMよりPanINへの進行が阻止されることが示された。C. Hes1をターゲットとした新規膵癌治療法の探索：ヒト膵癌細胞株、あるいはこれを用いたマウスXenograftモデルに対する新規Hes1阻害剤の評価を開始している。以上より、本研究は当初の計画に沿って、おおむね順調に進展していると思われる。
ヒト膵癌におけるNotch/Hes1シグナルの発現および機能解析においては、変異KRASの活性化によるHes1の誘導メカニズムについてin vitroの検討を行う。また、現在CRISPR/Casシステムを用いて作成中であるHes1遺伝子ノックアウト膵癌株を樹立し、増殖能・遊走能・浸潤能についてin vitro実験系にて比較検討する。マウス膵癌前癌病変~膵癌の形成における Notch/Hes1シグナルの機能解析においては、これまでに得られた「変異KRAS遺伝子が導入された膵細胞において Hes1遺伝子をノックアウトするとADMからPanINへの進行が抑制される」との結果について、そのメカニズムの解析を行なう。具体的には、ADMからPanINへの誘導においてHes1がどのような遺伝子発現を制御しているかについて検討を行う。さらにこれまでの結果をふまえ、Hes1をターゲットとした新規膵癌治療法の探索を行う。我々はこれまでに、京都大学物質-細胞統合システム拠点 上杉志成教授との共同研究により数種の新規Hes1阻害剤を得ている。本研究では、これらの新規Hes1阻害剤が、各種ヒト膵癌細胞株の増殖能・浸潤能・遊走能に与える栄養について、in vitroの検討、あるいはマウスXenograftモデルを用いた検討を行う。具体的には、新規Hes1阻害剤がマウス正常組織、あるいは膵癌(腫瘍) の形成・浸潤・転移についての検討を行う予定である。
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J Biol Chem.
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10.1074/jbc.RA118.002316
