MZF1誘導性の新規がん幹細胞ストレス耐性に関する検証

2019 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) [辞退] ; 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 / 細胞外小胞 / 上皮間葉転換 / ストレス応答 / 転写因子 / 分子シャペロン / CDC37 / MZF1

研究実績の概要

がんはなぜ治らないのか?再発,転移,進行の背景にあるものは? 前立腺癌や去勢抵抗性前立腺癌では正常前立腺細胞と比べて癌促進性タンパク質CDC37が増えていた.これが悪性化の原因と考え,その機構を知るためにプロモーター解析を行ったところジンクフィンガー型転写因子MZF1の結合配列が多数見出された.MZF1がCDC37の転写を正に調節したのに対し,同じSCANドメインタンパク質ファミリーに属すSCAND1は転写を負に調節した.この相反制御機構は,SCAND1がジンクフィンガードメインを完全に欠失しているためである.MZF1→CDC37発現促進は癌促進性シグナルで,SCAND1→CDC37発現抑制は癌抑制性シグナルである(Eguchi T et al 2019 Cancers).

がんのストレス応答・ストレス耐性においても新発見をした.去勢抵抗性前立腺癌細胞を無血清ストレス下で培養すると,発癌性小胞を分泌し,正常前立腺細胞株に上皮間葉転換を引き起こした.この小胞画分から700種以上のタンパク質を同定し,上位にはストレス応答性・ストレス抵抗性タンパク質HSP90が見出された.細胞を熱ストレスに晒すと,HSP90だけでなくGAPDHや直径200~500ナノメートルの小胞や膜が損傷した変形小胞が培養上清に見出され,総じてストレソームと命名した.CDC37プロモーター領域には,ストレス応答を担うHSF1結合配列が存在するため,細胞ストレス応答性にCDC37が増加したが,小分子干渉RNAを用いてCDC37を減らすと上皮間葉転換およびCD9陽性小胞の分泌を減少できた.CDC37とHSP90α/βを三重ノックダウンすると,前立腺腫瘍増大を顕著に抑制できた.

以上の発見は,CDC37およびHSP90に着目して,難治性がん治療のための新たな戦略を提案するものである.

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

計画通り，転写制御に関する研究で成果が得られ，細胞外小胞に関する研究でも多数の論文発表に至っている．

口腔癌が放出する細胞外小胞に関する研究や上皮間葉転換に関する研究に関しても近々追加論文発表の予定がある．

今後の研究の推進方策

・多くの研究成果を伴って，個別の独立プロジェクトに繋がってきたので新規予算が必要である．新規予算を取得して研究を推進する．
・すなわち，①細胞外小胞におけるMMP3再発見，②TUMOROID（三次元培養In vitro腫瘍オルガノイド）およびこれに由来する細胞外小胞がIn vivoの腫瘍および細胞外小胞と酷似していること，についてさらに探求する．
・細胞外小胞の抽出方法をさらに検討をする．
・取得済みのデータにより2件の論文（上皮間葉転換制御転写因子，MMP3による核内制御）を今年中に発表する．

研究成果

• [国際共同研究] ハーバード大学/ベスイスラエル・ディーコネス医療センター/Geisinger Clinic(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ハーバード大学/ベスイスラエル・ディーコネス医療センター/Geisinger Clinic
• [国際共同研究] Ain Shams University(エジプト)
  • 国名: エジプト
  • 外国機関名: Ain Shams University
• [国際共同研究] ハルビン医科大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: ハルビン医科大学
• [雑誌論文] Triple knockdown of CDC37, HSP90-alpha, and HSP90-beta diminishes extracellular vesicles-driven malignancy events and macrophage M2 polarization in oral cancer. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ono K, Sogawa C, Kawai H, Tran MT, Taha EA, Lu Y, Oo MW, Okusha Y, Okamura H, Ibaragi S, Takigawa M, Kozaki K, Nagatsuka H, Sasaki A, Okamoto K, Calderwood SK, Eguchi T
  • 雑誌名: J Extracell Vesicles 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1080/20013078.2020.1769373.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Extracellular Vesicles Enriched with Moonlighting Metalloproteinase Are Highly Transmissive, Pro-Tumorigenic, and Trans-Activates Cellular Communication Network Factor (CCN2/CTGF): CRISPR against Cancer. (2020)
  • 著者名/発表者名: Okusha Y, Eguchi T, Tran MT, Sogawa C, Yoshida K, Itagaki M, Taha EA, Ono K, Aoyama E, Okamura H, Kozaki KI, Calderwood SK, Takigawa M, Okamoto K.
  • 雑誌名: Cancers (Basel). 巻: 12(4). ページ: pii: E881.
  • DOI: 10.3390/cancers12040881.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cell Stress Induced Stressome Release Including Damaged Membrane Vesicles and Extracellular HSP90 by Prostate Cancer Cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Eguchi T, Sogawa C, Ono K, Matsumoto M, Tran MT, Okusha Y, Lang BJ, Okamoto K, Calderwood SK.
  • 雑誌名: Cells. 巻: 9(3). ページ: pii: E755.
  • DOI: 10.3390/cells9030755.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Novel Model of Cancer Drug Resistance: Oncosomal Release of Cytotoxic and Antibody-Based Drugs. (2020)
  • 著者名/発表者名: Eguchi T, Taha EA, Calderwood SK, Ono K.
  • 雑誌名: Biology (Basel). 巻: 9(3). ページ: pii: E47.
  • DOI: 10.3390/biology9030047.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Antiparkinson Drug Benztropine Suppresses Tumor Growth, Circulating Tumor Cells, and Metastasis by Acting on SLC6A3/DAT and Reducing STAT3. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sogawa C, Eguchi T, Tran MT, Ishige M, Trin K, Okusha Y, Taha EA, Lu Y, Kawai H, Sogawa N, Takigawa M, Calderwood SK, Okamoto K, Kozaki KI.
  • 雑誌名: Cancers (Basel). 巻: 12(2). ページ: pii: E523.
  • DOI: 10.3390/cancers12020523.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Outer membrane vesicles of Porphyromonas gingivalis attenuate insulin sensitivity by delivering gingipains to the liver. (2020)
  • 著者名/発表者名: Seyama M, Yoshida K, Yoshida K, Fujiwara N, Ono K, Eguchi T, Kawai H, Guo J, Weng Y, Haoze Y, Uchibe K, Ikegame M, Sasaki A, Nagatsuka H, Okamoto K, Okamura H, Ozaki K.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 巻: 1866(6) ページ: 165731
  • DOI: 10.1016/j.bbadis.2020.165731.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Knockout of MMP3 Weakens Solid Tumor Organoids and Cancer Extracellular Vesicles (2020)
  • 著者名/発表者名: Taha EA, Sogawa C, Okusha Y, Kawai H, Oo MW, Elseoudi A, Lu Y, Nagatsuka H, Kubota S, Satoh A, Okamoto K, and Eguchi T
  • 雑誌名: Cancers (Basel). 巻: 12(5). ページ: pii: E1260.
  • DOI: 10.3390/cancers12051260
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Roles of Extracellular HSPs as Biomarkers in Immune Surveillance and Immune Evasion. (2019)
  • 著者名/発表者名: Taha EA, Ono K, Eguchi T.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 20(18). ページ: pii: E4588.
  • DOI: 10.3390/ijms20184588.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tumor Angiogenic Inhibition Triggered Necrosis (TAITN) in Oral Cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S, Kawai H, Eguchi T, Sukegawa S, Oo MW, Anqi C, Takabatake K, Nakano K, Okamoto K, Nagatsuka H.
  • 雑誌名: Cells. 巻: 8(7). ページ: pii: E761.
  • DOI: 10.3390/cells8070761.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] MZF1 and SCAND1 Reciprocally Regulate CDC37 Gene Expression in Prostate Cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Eguchi T, Prince TL, Tran MT, Sogawa C, Lang BJ, Calderwood SK.
  • 雑誌名: Cancers (Basel). 巻: 11(6). ページ: pii: E792.
  • DOI: 10.3390/cancers11060792.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Reporter System Evaluates Tumorigenesis, Metastasis, beta-catenin/MMP Regulation, and Druggability. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sogawa C, Eguchi T, Okusha Y, Ono K, Ohyama K, Iizuka M, Kawasaki R, Hamada Y, Takigawa M, Sogawa N, Okamoto K, Kozaki KI.
  • 雑誌名: Tissue Eng Part A. 巻: 25(19-20) ページ: 1413-1425.
  • DOI: 10.1089/ten.TEA.2018.0348.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nicotine promotes lymph node metastasis and cetuximab resistance in head and neck squamous cell carcinoma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimizu R, Ibaragi S, Eguchi T, Kuwajima D, Kodama S, Nishioka T, Okui T, Obata K, Takabatake K, Kawai H, Ono K, Okamoto K, Nagatsuka H, Sasaki A.
  • 雑誌名: Int J Oncol. 巻: 54(1) ページ: 283-294.
  • DOI: 10.3892/ijo.2018.4631.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] シンポジウム：顎口腔領域の発生と疾患に見る細胞間情報伝達機構の新たなカタチ，「三次元腫瘍オルガノイドの開発と細胞外小胞の新機能」 (2020)
  • 著者名/発表者名: 江口 傑徳
  • 学会等名: 第125回日本解剖学会総会・全国学術集会（誌上開催）
• [学会発表] 中枢神経作用薬に見出した抗癌作用 ～独創的研究を志して～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 江口 傑徳
  • 学会等名: 岡山大学歯学部第14期生卒後20周年記念同窓会記念講演
• [学会発表] パーキンソン病治療薬の抗癌作用（ドラッグリポジショニングの提案） (2020)
  • 著者名/発表者名: 十川千春，江口傑徳，Tran Tien Manh，石毛真行，河合穂高，奥舎有加，中野敬介，十川紀夫，小崎健一，岡元邦彰
  • 学会等名: 第45回岡山脳研究セミナー
• [学会発表] シンポジウム：Heat Shock Proteinとがん温熱療法の最前線，「悪性腫瘍の微小環境におけるCDC37とHSP90の重要性 (Crucial roles of CDC37 and HSP90 in the resistance and microenvironment in tumor malignancy)」 (2019)
  • 著者名/発表者名: 江口 傑徳
  • 学会等名: 第36回日本ハイパーサーミア学会
• [学会発表] アップデートシンポジウム：がんの多様性と新規治療法への展望（誌上開催），「口腔癌の進展と抵抗性における細胞外小胞の重要な役割 (Crucial roles of extracellular vesicles in progression and resistance in oral cancer)」 (2019)
  • 著者名/発表者名: 江口 傑徳
  • 学会等名: 第61回日本歯科基礎医学会
• [学会発表] Cancer exosomes initiate EMT involving drug resistance and tumorigenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Takanori Eguchi, Kisho Ono, Chiharu Sogawa, Yuka Okusha, Eman Ahmed Taha, Manh Tien Tran, Yanyin Lu, Kuniaki Okamoto
  • 学会等名: TEMTIA IX The 9th EMT International Association Meeting, The 35th International Kumamoto Medical Bioscience Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Roles of MMP3-containing extracellular vesicles in tumorigenesis, CD9-exosome release, and cell-cell communication in cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: ＜Young Investigator Award受賞＞ Eman A. Taha, Yuka Okusha, Chiharu Sogawa, Abdellatif El-Seoudi, Satoshi Kubota, Ayano Satoh, Kuniaki Okamoto, Takanori Eguchi
  • 学会等名: The First International Symposium of Intercellular Communication and Extracellular Vesicles
  • 国際学会
• [学会発表] Roles of MMP3 in Cargo Signature and Transmissive Activity of Cancer Extracellular Vesicles (2019)
  • 著者名/発表者名: ＜Poster Competition Award受賞＞ Eman A. Taha, Takaori Eguchi, Chiharu Sogawa, Kuniaki Okamoto
  • 学会等名: The 4th Internation Symposium of Medical and Dental Education in Okayama
  • 国際学会
• [学会発表] Roles of MMP3 in cargo signature and transmissive activity of cancer extracellular vesicles and in tumorigenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Eman A. Taha, Takanori Eguchi，Yuka Okusha, Chiharu Sogawa, Abdellatif El-Seoudi, Satoshi Kubota, Ayano Satoh, Kuniaki Okamoto
  • 学会等名: 第11回日本RNAi研究会
• [学会発表] 口腔癌エクソソームによるマクロファージ分極および腫瘍悪性化における分子シャペロントリオの重要性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 江口傑徳，小野喜章，河合穂高，チャン マン，十川千春，奥舎有加，岡元邦彰
  • 学会等名: 第6回日本細胞外小胞学会年会
• [学会発表] 口腔癌エクソソームによる腫瘍悪性化及びマクロファージM2分極における分子シャペロントリオCDC37/HSP90の重要性と標的性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小野喜章，江口傑徳，河合穂高、チャン マン，十川千春，奥舎有加，岡元邦彰
  • 学会等名: 第11回日本RNAi研究会
• [学会発表] 細胞外小胞の積荷・伝達機能および腫瘍形成におけるMMP3の役割 (Roles of MMP3 in cargo signature and transmissive activity of cancer extracellular vesicles and in tumorigenesis) (2019)
  • 著者名/発表者名: エマン・タハ，江口傑徳，奥舎有加，十川千春，アブデラティフ・エルソウディ，久保田聡，佐藤あやの，岡元邦彰
  • 学会等名: 第11回日本RNAi研究会
• [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含有エクソソームの可能性 (2019)
  • 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64回日本口腔外科学会
• [学会発表] 高転移性癌細胞で高発現するMMP3が有するCtgf/Ccn2発現調節機能と細胞外小胞との関連 (2019)
  • 著者名/発表者名: 奥舎有加, 江口傑徳, エマン・タハ，十川千春, 岡元邦彰
  • 学会等名: 第11回日本CCNファミリー研究会
• [学会発表] 新しい腫瘍オルガノイド多元評価システムの開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 十川千春，江口傑徳，大山和美，奥舎有加，中野敬介，十川紀夫，岡元邦彰
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] オルガノイドを応用したドラッグリポジショニング開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 十川千春，江口傑徳，Tran Tien Manh，石毛真行，河合穂高，奥舎有加，中野敬介，十川紀夫，小崎健一，岡元邦彰
  • 学会等名: 第40回岡山歯学会
• [学会発表] Monitoring of exosome using multiplexing fluorescent and bioluminescent reporter systems (2019)
  • 著者名/発表者名: Yanyin Lu, Toshiki Nara, Chiharu Sogawa, Eman A Taha, Noa Matsuda, Kuniaki Okamoto, and Takanori Eguchi
  • 学会等名: The First International Symposium of Intercellular Communication and Extracellular Vesicles
  • 国際学会
• [学会発表] Exosome-mediated Intercellular Communication using Multiplexing Fluorescent and Bioluminescent Reporter Systems (2019)
  • 著者名/発表者名: Yanyin Lu, Taka Eguchi, Chiharu Sogawa, Kuniaki Okamoto
  • 学会等名: The 4th Internation Symposium of Medical and Dental Education in Okayama
  • 国際学会
• [学会発表] The roles of Macrophage-derived Exosomes on the Oral Cancer Cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Nara, Taka Eguchi, Chiharu Sogawa, Kuniaki Okamoto
  • 学会等名: The 4th Internation Symposium of Medical and Dental Education in Okayama
  • 国際学会
• [図書] Regulatory Roles of HSP90-rich Extracellular Vesicles. In Heat Shock Protein 90 in Human Diseases and Disorders, Heat Shock Proteins, Vol. 19, Alexzander A. A. Asea, Punit Kaur (Eds.) (2019)
  • 著者名/発表者名: Takanori Eguchi, Kisho Ono, Kazumi Kawata, Kuniaki Okamoto, Stuart K. Calderwood.
  • 総ページ数: pp. 3-17
  • 出版者: Springer Nature
  • ISBN: 978-3-030-23158-3
• [備考]
  • URL: https://www.facebook.com/OkayamaDentPharma/
• [備考]
  • URL: https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=d37h9nQAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate
• [学会・シンポジウム開催] The First International Symposium of Intercellular Communication and Extracellular Vesicles (2019)