MZF1誘導性の新規がん幹細胞ストレス耐性に関する検証

2020 年度 実績報告書

• 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: 転移性頭頸部癌 / 前立腺神経内分泌癌(NET) / 細胞外小胞 エクソソーム / 上皮間葉転換(EMT) / 細胞外HSP90 / マルチキナーゼシャペロンCDC37 / トリプルノックダウン法 / M2マクロファージ

研究実績の概要

今回, 転移性頭頸部癌と前立腺神経内分泌癌(NET)における細胞外小胞(EV)の重要性と標的性を検討した.
まずNET細胞株(PC-3)のEV(10-50ug/ml)が,前立腺上皮細胞の上皮間葉転換(EMT)を誘導したたため,癌促進性EVに着目した.
高感度質量分析法でPC-3-EVから600蛋白質種以上が検出され,ストレス応答蛋白質HSP90が上位5％に含まれていた.細胞ストレス応答性に転写因子MZF1とHSF1が活性化され,ターゲットであるマルチキナーゼシャペロンCDC37とHSP90が誘導され,HSP90高発現EVが分泌されるという新経路を解明した.
siRNAでCDC37を標的とするとCD9エクソソーム分泌を顕著に抑制できた.またsiRNAでCDC37やHSP90を標的とするとEMTが抑制できた.CDC37,HSP90α,HSP90β夫々のsiRNAは代償性に相互に発現誘導するという"もぐら叩き現象"を誘発したため,癌細胞の合成致死を狙ったトリプルノックダウン(KD)法を確立して用いると,マウス腫瘍移植モデルにおけるNET腫瘍形成を著しく抑制できた.
一方,頭頸部癌では,転移症例(ステージIV)臨床検体および高転移性細胞株(HSC-3-M3)において対照群と比べてHSP90が高発現していた.HSC-3-M3細胞のEVはHSP90α/β,エクソソームマーカー(CD9,CD63),癌幹細胞マーカーEpCAMを高発現し,癌細胞の遊走,浸潤,スフェロイド形成を促進した.上記トリプルKD法で,癌EVの癌促進機能(上皮細胞のEMT,癌細胞の遊走,浸潤,スフェロイド形成,マクロファージM2極性化,EVの分子送達性)のいずれをも抑制できた.
以上より, 転移性頭頸部癌と前立腺癌NETにおけるEV誘発性癌進展機構が理解でき,CDC37/HSP90α/β三重標的の有効性が証明された.

研究成果

• [国際共同研究] ハーバード大学医学大学院/ベスイスラエル ディーコネス医療センター(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ハーバード大学医学大学院/ベスイスラエル ディーコネス医療センター
• [国際共同研究] アインシャムス大学(エジプト)
  • 国名: エジプト
  • 外国機関名: アインシャムス大学
• [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 Takanori、Sogawa Chiharu、Ono Kisho、Matsumoto Masaki、Tran Manh Tien、Okusha Yuka、Lang Benjamin J.、Okamoto Kuniaki、Calderwood Stuart K.
  • 雑誌名: Cells 巻: 9 ページ: 755～755
  • DOI: 10.3390/cells9030755
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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 Kisho、Sogawa Chiharu、Kawai Hotaka、Tran Manh Tien、Taha Eman A.、Lu Yanyin、Oo May Wathone、Okusha Yuka、Okamura Hirohiko、Ibaragi Soichiro、Takigawa Masaharu、Kozaki Ken‐Ichi、Nagatsuka Hitoshi、Sasaki Akira、Okamoto Kuniaki、Calderwood Stuart K.、Eguchi Takanori
  • 雑誌名: Journal of Extracellular Vesicles 巻: 9 ページ: 1769373～1769373
  • 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] A Novel Model of Cancer Drug Resistance: Oncosomal Release of Cytotoxic and Antibody-Based Drugs (2020)
  • 著者名/発表者名: Eguchi Takanori、Taha Eman Ahmed、Calderwood Stuart K.、Ono Kisho
  • 雑誌名: Biology 巻: 9 ページ: 47～47
  • DOI: 10.3390/biology9030047
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Organoids and Liquid Biopsy in Oral Cancer Research (2020)
  • 著者名/発表者名: Eguchi Takanori
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 9 ページ: 3701～3701
  • DOI: 10.3390/jcm9113701
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] オルガノイドと細胞外小胞を癌研究に応用する (2020)
  • 著者名/発表者名: 江口 傑徳，十川 千春，岡元 邦彰
  • 学会等名: 第62回日本歯科基礎医学会 アップデートシンポジウム 発生と疾患にみる新たな細胞間コミュニケーション
• [図書] Roles of HSP on Antigen Presentation. In: Asea A.A.A., Kaur P. (eds) Heat Shock Proteins in Human Diseases. Heat Shock Proteins, vol 21. (2020)
  • 著者名/発表者名: Furuta K., Eguchi T.
  • 総ページ数: 297
  • 出版者: Springer, Cham
  • ISBN: 978-3-030-62288-6
• [備考] 岡山大学 学術研究院医歯薬学域 歯科薬理学分野 ホームページ
  • URL: https://dental-pharma-okayama-univ.jimdosite.com/
• [備考] 岡山大学 学術研究院医歯薬学域 歯科薬理学分野 フェイスブック
  • URL: https://www.facebook.com/OkayamaDentPharma
• [備考] Takanori Eguchi 江口 傑徳 グーグル スカラー
  • URL: http://scholar.google.com/citations?user=d37h9nQAAAAJ&hl=en
• [備考] 岡山大学 研究者総覧 江口 傑徳
  • URL: https://soran.cc.okayama-u.ac.jp/html/4a131ed79cd93d5174506e4da22f6611_ja.html