| 研究課題/領域番号 |
18K07202
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
有山 寛 九州大学, 大学病院, 助教 (80713437)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | E-カドヘリン / 印環細胞 / MMP / CXCR4 |
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| 研究実績の概要 |
胃切除検体から一部組織を採取し、オルガノイド培養に成功し、長期間胃組織幹細胞を培養することに成功している。
これらオルガノイドを構成する細胞において、CRISPR-Cas9 systemを用いてE-カドヘリンをノックアウトすることで印環細胞の出現を認めた。この印環細胞はMIST1を発現していることから、マウスと同様MIST1陽性胃組織幹細胞由来と考えられた。一方WNTシグナルはLGR5陽性胃組織幹細胞の増殖に必須であるが、WNTシグナルの亢進した状態では壁細胞への分化が抑制され、LGR5陽性幹細胞は壁細胞へとは分化しないと考えられた。
印環細胞では有意に運動性が亢進しており、MMPの発現が高くなっていた。これが印環細胞の高い浸潤・転移能に関与すると考えられた。
またオルガノイドを構成する細胞においては核内にCXCR4の発現を認めたが、印環細胞では細胞膜上にCXCR4が移動していた。CXCR4からのシグナルをAMD3100を用いてブロックすることで印環細胞にアポトーシスが誘導され、ヒト印環細胞においてもCXCR4-CXCL12 axisは治療ターゲットになりうると考えられた。
またオルガノイド構成細胞においてE-カドヘリンとTP53のダブルノックアウトを行ったところ、同様に印環細胞の出現を認めた。ダブルノックアウトを行った細胞を免疫不全マウス皮下に移植したが、腫瘍形成は認められなかった。これらのダブルノックアウト細胞の遺伝子発現を解析したところ、細胞増殖・アポトーシス関連遺伝子の発現に変化は見られなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
理由
長期間の胃オルガノイドの培養に成功しており、幹細胞のマーカーであるLGR5およびMIST1を発現した細胞はいずれも40日以上培養可能であった。LGR5陽性幹細胞はWNTシグナルで維持されているが、WNTシグナルは壁細胞への分化を抑制しており、LGR5陽性幹細胞およびWNTシグナルは萎縮性胃炎への進展に重要であると考えられた。
E-カドヘリンのノックアウトによる印環細胞はMIST1陽性であり、MIST1陽性胃幹細胞から発生すると考えられた。さらにE-カドヘリンをノックアウトし出現した印環細胞は高い運動性を持ち、また遺伝子発現を比較するとMMP3の発現が亢進していた。
ヒト胃印環細胞においてもE-カドヘリンのノックアウトによって核内に存在していたCXCR4が細胞膜上に移動し、なおかつAMD3100によりCXCR4からのシグナルをブロックすることで印環細胞がアポトーシスを起こすことが確認され、特に早期の胃印環細胞癌においてはCXCR4は重要なターゲットになりうることが確認できた。またCXCR4のリガンドであるCXCL12については臨床検体の免疫染色の結果、αSMA陽性の筋線維芽細胞に発現しており、この筋線維芽細胞は印環細胞癌部に多数認められた。以上のことから筋線維芽細胞は印環細胞にニッチとして機能していると考えられた。
更なる悪性獲得形質の機序としてTP53とE-カドヘリンのダブルノックアウトを行った。同様に印環細胞の出現を認めたが、免疫不全マウス（NOGマウス）におけ
る造腫瘍性は確認できなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在これらの結果をまとめてJournal of Clinical Investigation誌あるいはCancer Research誌へ投稿の準備を進めている。
今後はさらに詳細にE-cadherinのノックアウトによる細胞内シグナルの変化を確認するためシングルセル解析を行うべく準備を進めている。
これまで確認できたMMPあるいはCXCR4は既知の分子であり、MMPについては臨床試験で良好な成績を得ることが出来なかったが、さらに他の治療標的となる分子の同定が可能となると考えられる。
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