MZF1誘導性の新規がん幹細胞ストレス耐性に関する検証

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K11642
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 江口 傑徳 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (20457229)
• 研究分担者: 十川 千春 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (10253022) ; 奥舎 有加 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (50762027) ; 岡元 邦彰 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (10311846)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: がんの抵抗性 / エクソソーム / 細胞外小胞 / 細胞外HSP90 / がん幹細胞 / CDC37 / SCAND1 / MZF1

研究実績の概要

がんの治療抵抗性には，がん細胞の幹細胞様性質(CICまたはCSC)およびエクソソーム等の細胞外小胞による細胞間情報伝達が関与する．分子レベルでは，分泌型HSP90およびHSP90のコシャペロンCDC37が悪性腫瘍特有の様々なリン酸化シグナルを促進し，多様な癌種においてその抵抗性に寄与している．平成30年度は，CDC37/HSP90制御系および細胞外小胞について研究を進め「去勢抵抗性前立腺がんの腫瘍オルガノイドモデルにおける幹細胞特性およびHSP90/EpCAM分泌特性」(2018 Plos one)および「リンパ節転移性口腔扁平上皮癌エクソソーム・プロテオーム解析から分かったHSP90分泌特性と患者予後との相関」(Ono K et al 2018 J Cell Biochem)について発表し，がんの抵抗性に寄与する分泌特性”RASP: Resistance-Associated Secretory Phenotype”を提唱した(第13回日本臨床ストレス応答学会シンポジウム他)．
CDC37プロモータ領域には多数のMZF1結合配列が存在し，MZF1がCDC37遺伝子を活性化することをChIPおよびレポーターアッセイで証明した．MZF1はヒトでは50種類以上のメンバーから成るSCANジンクフィンガー型転写因子の一員であるが，ジンクフィンガーを欠くSCANタンパク質が50種類中５種類だけ知られる．そのうちSCAND1に着目して発現・機能解析したところ，SCAND1は正常前立腺組織においては発現するものの癌進展に伴い発現消失した．MZF1とは逆にSCAND1はCDC37遺伝子を抑制し，マウス腫瘍移植モデルにおいて腫瘍抑制的であったことから，新規腫瘍抑制因子と考えられた(Eguchi T et al 2019 BioRxiv, Preprints)．

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

口腔扁平上皮癌由来細胞外小胞のプロテオーム解析により，ストレス耐性因子そのものであるHSP90αとHSP90βが発見され，これらの遺伝子発現と患者予後不良との間に顕著な正の相関があるとの知見(Ono K et al 2018 J Cell Biochem)は，各方面で評価された（第12回臨床ストレス応答学会若手研究奨励賞．第60回日本歯科基礎医学会モリタ研究奨励賞．第63回日本口腔外科学会優秀ポスター賞. 第77回日本癌学会インターナショナルセッション口演．いずれも小野喜章が筆頭演者）．また，口腔扁平上皮癌由来EGFR陽性エクソソームによって正常口腔上皮細胞に上皮間葉転換が惹起されるとの新規発癌機構(Fujiwara T et al 2018 Oral Oncol)や，口腔癌エクソソームによる抗EGFR抗体医薬セツキシマブ排出という新規の分子標的薬耐性機構（Fujiwara T et al 2018 BBRC)も，各方面で評価された（平成30.10.28日本経済新聞掲載，第５回日本細胞外小胞学会口演，第72回日本口腔科学会優秀ポスター賞（藤原敏史））．さらに，平成30年度は，腫瘍オルガノイドの研究開発が進み，幹細胞性，分泌特性，腫瘍形成能等の多元解析が進歩している（Namba Y et al 2018 Front Oncol; Sogawa C et al 2019 Tissue Engineering; Eguchi T et al 2018 Plos one）．これらを包括して，第13回臨床ストレス応答学会シンポジウムや神戸再生医療勉強会「オルガノイド研究で繋ぐ未来の医療」講演会において成果発表する機会が得られた他，Brainstorming 2018において最優秀発表賞の栄誉に浴したことを総合すると，当初の計画以上に進展していると考えられる．

今後の研究の推進方策

今後，研究を推進するための方策として，① トランスオミックス，② 腫瘍関連マクロファージ（TAM），③ 腫瘍オルガノイドのさらなる応用の3点を挙げたい．①については，これまに確立したエクソソームのプロテオーム解析実験系とChIP-seq法およびマイクロアレイ法とを組み合わせ，がんの抵抗性の鍵を握ると目されるMZF1およびSCAND1により転写制御される遺伝子がタンパク質レベルおよびRNAレベルでエクソソームに含まれて小胞分泌されることで，がんの抵抗性に関わるかを検証する．すなわちMZF1による転写制御が分泌小胞特性・機能に及ぼす影響を検証する．②については，腫瘍に浸潤してその悪性化を促進するとされているTAMについて，患者由来腫瘍組織を調査してその実態を確認し，TAMが分泌する小胞の特性・機能を解析する．③については，マクロファージを含む腫瘍オルガノイドを開発し，マクロファージ-癌細胞間コミュニケーション制御による病態改善法を開発する．

次年度使用額が生じた理由

次年度は論文投稿を控えているため、論文投稿料、印刷代を考慮している。

研究成果

• [国際共同研究] ハーバード大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ハーバード大学
• [雑誌論文] A reporter system evaluates tumorigenesis, metastasis, β-catenin/MMP regulation, and druggability (2019)
  • 著者名/発表者名: Sogawa Chiharu、Eguchi Takanori、Okusha Yuka、Ono Kisho、Ohyama Kazumi、Iizuka Motoharu、Kawasaki Ryu、Hamada Yusaku、Takigawa Masaharu、Sogawa Norio、Okamoto Kuniaki、Kozaki Ken-ichi
  • 雑誌名: Tissue Engineering Part A 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1089/ten.TEA.2018.0348
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Organoids with cancer stem cell-like properties secrete exosomes and HSP90 in a 3D nanoenvironment (2018)
  • 著者名/発表者名: Eguchi Takanori, Sogawa Chiharu, Okusha Yuka, Uchibe Kenta, Iinuma Ryosuke, Ono Kisho, Nakano Keisuke, Murakami Jun, Itoh Manabu, Arai Kazuya, Fujiwara Toshifumi, Namba Yuri, Murata Yoshiki, Ohyama K, Shimomura M, Okamura H, Takigawa M, Nakatsura T, Kozaki K, Okamoto K, Calderwood SK
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 ページ: e0191109
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0191109
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] HSP-enriched properties of extracellular vesicles involve survival of metastatic oral cancer cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Ono Kisho、Eguchi Takanori、Sogawa Chiharu、Calderwood Stuart K.、Futagawa Junya、Kasai Tomonari、Seno Masaharu、Okamoto Kuniaki、Sasaki Akira、Kozaki Ken-ichi
  • 雑誌名: Journal of Cellular Biochemistry 巻: 119 ページ: 7350～7362
  • DOI: doi: 10.1002/jcb.27039
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Carcinogenic epithelial-mesenchymal transition initiated by oral cancer exosomes is inhibited by anti-EGFR antibody cetuximab (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Toshifumi、Eguchi Takanori、Sogawa Chiharu、Ono Kisho、Murakami Jun、Ibaragi Soichiro、Asaumi Jun-ichi、Calderwood Stuart K.、Okamoto Kuniaki、Kozaki Ken-ichi
  • 雑誌名: Oral Oncology 巻: 86 ページ: 251～257
  • DOI: 10.1016/j.oraloncology.2018.09.030
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Anti-EGFR antibody cetuximab is secreted by oral squamous cell carcinoma and alters EGF-driven mesenchymal transition (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Toshifumi、Eguchi Takanori、Sogawa Chiharu、Ono Kisho、Murakami Jun、Ibaragi Soichiro、Asaumi Jun-ichi、Okamoto Kuniaki、Calderwood Stuart K.、Kozaki Ken-ichi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 503 ページ: 1267～1272
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.07.035
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Depletion of Lipid Efflux Pump ABCG1 Triggers the Intracellular Accumulation of Extracellular Vesicles and Reduces Aggregation and Tumorigenesis of Metastatic Cancer Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Namba Yuri、Sogawa Chiharu、Okusha Yuka、Kawai Hotaka、Itagaki Mami、Ono Kisho、Murakami Jun、Aoyama Eriko、Ohyama Kazumi、Asaumi Jun-ichi、Takigawa Masaharu、Okamoto Kuniaki、Calderwood Stuart K.、Kozaki Ken-ichi、Eguchi Takanori
  • 雑誌名: Frontiers in Oncology 巻: 8 ページ: 1～16
  • DOI: 10.3389/fonc.2018.00376
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The intranuclear PEX domain of MMP involves proliferation, migration, and metastasis of aggressive adenocarcinoma cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Okusha Yuka、Eguchi Takanori、Sogawa Chiharu、Okui Tatsuo、Nakano Keisuke、Okamoto Kuniaki、Kozaki Ken-Ichi
  • 雑誌名: Journal of Cellular Biochemistry 巻: 119 ページ: 7363～7376
  • DOI: 10.1002/jcb.27040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nicotine promotes lymph node metastasis and cetuximab resistance in head and neck squamous cell carcinoma (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Rieko、Ibaragi Soichiro、Eguchi Takanori、Kuwajima Daisuke、Kodama Shinichi、Nishioka Takashi、Okui Tatsuo、Obata Kyoichi、Takabatake Kiyofumi、Kawai Hotaka、Ono Kisho、Okamoto Kuniaki、Nagatsuka Hitoshi、Sasaki Akira
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 巻: 54 ページ: 283～294
  • DOI: 10.3892/ijo.2018.4631
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genotoxic stress induces Sca-1-expressing metastatic mammary cancer cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Gong Jianlin、Lang Benjamin J.、Weng Desheng、Eguchi Takanori、Murshid Ayesha、Borges Thiago J.、Doshi Sachin、Song Baizheng、Stevenson Mary A.、Calderwood Stuart K.
  • 雑誌名: Molecular Oncology 巻: 12 ページ: 1249～1263
  • DOI: 10.1002/1878-0261.12321
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Depletion of cholesterol lipid efflux pump ABCG1 triggers accumulation of exosomes and regression of tumors （コレステロール排出ポンプABCG1標的による腫瘍内エクソソーム蓄積および腫瘍縮小） (2019)
  • 著者名/発表者名: 江口傑徳，十川千春，難波友里，奥舎有加，小野喜章，内部健太，中野敬介，河合穂高，奥井達雄，スチュアート・カルダーウッド
  • 学会等名: 第92回日本薬理学会年会
• [学会発表] シンポジウム演題： RASP，難治性がんにみられるストレス抵抗性と小胞/HSP分泌特性 （RASP: Resistance-associated secretory phenotype in refractory cancer） (2018)
  • 著者名/発表者名: 江口傑徳
  • 学会等名: 第13回日本臨床ストレス応答学会 シンポジウム： がん・免疫と細胞ストレス応答
• [学会発表] RASP: 癌のストレス抵抗性と小胞/HSP分泌特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 江口傑徳
  • 学会等名: 2018 Bioscience Retreat in Awaji
• [学会発表] New Approaches Revealing Novel Secretory Phenotype, Pathology, and Therapeutic Targets in Resistant / Refractory Cancer (最優秀発表賞受賞講演） (2018)
  • 著者名/発表者名: Takanori Eguchi (江口傑徳)
  • 学会等名: Brainstorming 2018
• [学会発表] シンポジウム演題： 癌と軟骨，その両者において鍵を握るMMP－CCN制御軸： MMP-CCN Regulatory Axis is a Common Key to Cancer and Cartilage Metabolisms. (2018)
  • 著者名/発表者名: 江口傑徳 (Takanori Eguchi)
  • 学会等名: 第10回日本CCNファミリー研究会
• [学会発表] Secretion of Extracellular Vesicles with Heat Shock Proteins by Resistant Adenocarcinomas and Metastatic Oral Cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Eguchi T, Ono K, Sogawa C, Okusha Y, Namba Y, Okamoto K, Kozaki K, Calderwood SK.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Meeting for Biology of Extracellular Vesicles
  • 国際学会
• [学会発表] Roles for cancer EVs in antibody therapeutic resistance and epithelial-to-mesenchymal transition (抗体医薬耐性および上皮間葉転換におけるがん細胞外小胞の役割) (2018)
  • 著者名/発表者名: Eguchi T, Ono K, Fujiwara T, Sogawa C, Calderwood SK
  • 学会等名: The 10th Japanese Association for RNAi (JARI) Annual Meeting / The 5th Japanese Society for Extracellular Vesicles (JSEV) Annual Meeting（第10回 日本RNAi研究会 第5回 日本細胞外小胞学会）
  • 国際学会
• [学会発表] 腫瘍オルガノイドと細胞外小胞からみる難治性がん研究・治療のミライ （Tumoroid Never Knows? Tumoroids and Exosomes are New Hopes for Refractory Cancer Research and Therapeutics (2018)
  • 著者名/発表者名: 江口傑徳，小野喜章，奥舎有加，藤原敏史，十川千春，Stuart K Calderwood
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会
• [学会発表] 癌の治療抵抗性と転移におけるHSP90およびMMP3の役割 （Roles for HSP90 and MMP3 in tumor resistance and metastasis） (2018)
  • 著者名/発表者名: 江口傑徳，小野喜章，奥舎有加，十川千春，内部健太，中野敬介，河合穂高，奥井達雄，スチュアート・カルダーウッド
  • 学会等名: 第60回歯科基礎医学会
• [学会発表] HSP-enriched properties of extracellular vesicles involve survival of metastatic oral cancer cells （細胞外小胞のHSPに富む特性は、転移性口腔癌細胞の生存を担う） (2018)
  • 著者名/発表者名: 小野喜章，江口傑徳，十川千春，佐々木朗
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会 International Session "The emerging role of exosome in carcinogenesis"
• [学会発表] 口腔扁平上皮癌診断・治療における分子シャペロンHSP90含有細胞外小胞の可能性（モリタ優秀発表賞受賞） (2018)
  • 著者名/発表者名: 小野喜章, 江口傑徳, 十川千春, 奥舎有加, 河合穂高, 中野敬介, 佐々木朗, 岡元邦彰, 小崎健一
  • 学会等名: 第60回歯科基礎医学会
• [学会発表] EGFR標的抗体薬セツキシマブによる口腔癌由来のEGFR陽性エクソソームの制御（日本口腔科学会優秀ポスター賞受賞） (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏史，江口傑徳，十川千春，村上純，浅海淳一，小崎健一
  • 学会等名: 第72回NPO法人日本口腔科学会学術集会
• [学会発表] 口腔扁平上皮癌細胞由来ＥＶの網羅的プロテオーム解析による腫瘍進展・転移因子の 探索（優秀ポスター賞受賞） （Tumor progression and metastasis factors found by comprehensive proteomic an alysis of extracellular vesicles secreted by oral squamous cell carcinoma cells） (2018)
  • 著者名/発表者名: 小野喜章，江口傑徳，中野敬介，河合穂高，佐々木朗
  • 学会等名: 第63回公益社団法人日本口腔外科学会総会・学術大会
• [学会発表] 口腔扁平上皮癌細胞株が分泌するエクソソーム中に見つかった腫瘍進展・転移因子 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小野喜章, 江口傑徳, 佐々木朗
  • 学会等名: 第36回日本口腔腫瘍学会総会・学術大会
• [図書] Regulatory Roles for Hsp70 in Cancer Incidence and Tumor Progression. In: Mario D. Galigniana (ed) Frontiers in Structural Biology, vol. 1. Role of Molecular Chaperones in Structural Folding, Biological Functions, and Drug Interactions of Client Proteins (2018)
  • 著者名/発表者名: Taka Eguchi, Benjamin J. Lang, Ayesha Murshid, Thomas Prince, Jianlin Gong and Stuart K Calderwood.
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: Bentham Science Publishers, Sharjah, UAE
  • ISBN: 978-1-68108-615-6
• [図書] Monitoring of the Heat Shock Response with a Real-Time Luciferase Reporter. In: Stuart Calderwood and Thomas Prince. (eds) Chaperones. Methods in Molecular Biology, vol. 1709. (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Kijima, Takanori Eguchi, Len Neckers, Thomas L. Prince
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: Humana Press, New York, NY.
  • ISBN: 978-1-4939-7476-4
• [備考] Taka Eguchi （Googleスカラー）
  • URL: https://scholar.google.com/citations?user=d37h9nQAAAAJ&hl=en
• [備考] Dental Pharmacology, Okayama Univ / 岡山大学 歯科薬理学
  • URL: https://www.facebook.com/OkayamaDentPharma/
• [備考] エグチ タカノリ （研究者カタログ）
  • URL: http://soran.cc.okayama-u.ac.jp/view?l=catalog&u=4a131ed79cd93d5174506e4da22f6611
• [備考] リサーチマップ
  • URL: https://researchmap.jp/egutaka/