膠芽腫幹細胞が眠るInvasion nicheの機能解析と幹細胞破綻環境の探索

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K08997
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 井上 明宏 愛媛大学, 医学部附属病院, 助教 (20593403)
• 研究分担者: 西川 真弘 愛媛大学, 医学系研究科, 寄附講座助教 (20794308) ; 國枝 武治 愛媛大学, 医学系研究科, 教授 (60609931)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: cancer stem cell / glioblastoma / CD44

研究実績の概要

膠芽腫における腫瘍幹細胞（Cancer stem cell：CSC）の存在は、大部分の症例でみられる摘出腔辺縁からの局所再発における主要な要因と考えられる。そこで、腫瘍周辺におけるCSCの発現と作用を調べるため、膠芽腫組織を中心部と辺縁部に分け、各部位で発現している幹細胞マーカーを解析し、画像との対比、予後との関係、及び新規治療の可能性について検討した。13名の膠芽腫患者で，ナビゲーション下に腫瘍中心部と辺縁部を同定、各部位から組織を採取し、各種幹細胞マーカー及び関連分子の発現をqRT-PCRにて解析した。また、一部の幹細胞マーカーについては免疫組織学的にも検討した。さらに腫瘍辺縁部の組織を用いた初代培養より樹立したグリオーマ幹細胞様（GSL）細胞を用いて、in vitro及びin vivoでの遊走能，浸潤能，増殖能などの機能解析を行った。画像上、浸潤型の腫瘍では、CD44が中心部と比較して辺縁部でより多く発現しており、早期に再発を来たし予後不良であった。一方、境界鮮明型の腫瘍では辺縁部でのCD44の発現が低下する一方で、VEGFの発現量が多く、高い増殖能を示した。また、樹立したGSL細胞はCD44の発現が高く、同細胞は高い遊走能・浸潤能を有しており、CD44 siRNAによるknockdownにてそれらの活性は抑制された。一方、CD44をknockdownしたGSL細胞をマウス脳内に移植すると、腫瘍の浸潤のみならず増殖も抑制され、対照と比べマウスは長期間生存した。以上より、腫瘍摘出腔辺縁部にCD44高発現のCSCが多く存在する症例があり、同細胞群が高い浸潤性、早期再発に関与していると思われた。また、腫瘍辺縁部に残存したCD44発現腫瘍幹細胞の制御機構を解明することで新たな治療戦略の確立に繋がる可能性が示唆された。

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

膠芽腫患者では、腫瘍摘出腔辺縁部にCD44高発現のCSCが多く存在する症例があり、同細胞群が高い浸潤性、早期再発に関与していると思われた。今後は、腫瘍辺縁部に残存したCD44発現腫瘍幹細胞の制御機構を解明することで新たな治療戦略の確立を模索する予定である。なお、上記は、H30年度に計画していた事項であり、研究は概ね順調に経過していると判断する。

今後の研究の推進方策

現在までの結果を踏まえると、腫瘍辺縁部に残存したCD44発現腫瘍幹細胞の制御機構を解明することが、膠芽腫に対する新たな治療戦略の確立に繋がっていく可能性が高いと推測され、今後は同部位におけるCD44発現腫瘍幹細胞の特性を検討していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

H30年度に計画していた研究計画が一部、進渉していない部分もあったため、次年度使用額が生じた。今後は、腫瘍辺縁部に残存したCD44発現腫瘍幹細胞の制御機構を解明することで新たな治療戦略の確立を模索していく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Significance of Glioma Stem-Like Cells in the Tumor Periphery That Express High Levels of CD44 in Tumor Invasion, Early Progression, and Poor Prognosis in Glioblastoma. (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Nishikawa, Akihiro Inoue, Takanori Ohnishi, Shohei Kohno, Shiro Ohue, Shirabe Matsumoto, Satoshi Suehiro, Daisuke Yamashita, Saya Ozaki, Hideaki Watanabe, Hajime Yano, Hisaaki Takahashi, Riko Kitazawa, Junya Tanaka, Takeharu Kunieda
  • 雑誌名: Stem Cells International 巻: 23 ページ: -
  • DOI: 10.1155/2018/5387041
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Analysis of site-specific expression of cancer stem cell markers in glioblastoma (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa M, Inoue A, Kohno S, Ohue S, Ohnishi T, Kunieda T
  • 学会等名: 36th Annual Meeting of the Japan Society of Brain Tumor Pathology
  • 国際学会
• [学会発表] 膠芽腫 Invasion nicheに残存する腫瘍幹細胞の発現および機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西川真弘、井上明宏、高野昌平、大上史朗、松本調、末廣諭、山下大介、尾崎沙耶、 渡邉英昭、大西丘倫、國枝武治
  • 学会等名: 第77回 日本脳神経外科学会学術総会
• [学会発表] 膠芽腫辺縁部の腫瘍幹細胞に高発現するCD44の特性-CD44は新規治療の標的となり得るか (2018)
  • 著者名/発表者名: 西川真弘、井上明宏、高野昌平、大上史朗、末廣 諭、大西丘倫、國枝武治
  • 学会等名: 第36回 日本脳腫瘍学会