| 研究課題/領域番号 |
18K09744
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
虎谷 茂昭 広島大学, 医歯薬保健学研究科(歯), 准教授 (90172220)
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| 研究分担者 |
岡本 哲治 広島大学, 医歯薬保健学研究科(歯), 教授 (00169153)
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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 | 癌幹細胞 / 口腔扁平上皮癌 / side population / 低酸素状態 |
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| 研究実績の概要 |
癌幹細胞研究において他の細胞集団から幹細胞群を正確に分離・同定する事が重要である。癌幹細胞の機能的特徴を利用する方法として，ABC transporter による薬剤排出能力を利用する方法がある。癌幹細胞は薬剤を排出する能力が高く，DNA結合蛍光色素Hoechst 33342で処理した癌細胞をフローサイトメトリー（FACS）解析することにより,蛍光強度の高い細胞集団 main population (MP）と蛍光強度の低い，すなわち薬剤排出能力の高い side population(SP)細胞群に分離される。SP細胞群には高頻度に癌幹細胞が存在するといわれている。生体内の多くの組織中には正常な組織幹細胞が存在している上に，悪性腫瘍の中にも骨髄由来幹細胞が動員されることが知られている。そのため癌組織から癌幹細胞と正常幹細胞とを区分して分離精製する事は極めて困難である。正常幹細胞のコンタミネーションがほとんどないと考えられる培養癌細胞株を用いることで口腔扁平上皮癌（OSCC）幹細胞モデルの構築の可能とあると考えられる。本研究では，含有成分の明らかな無血清培養系で培養したOSCC癌細胞からFACSを用いて分離することに成功した。分離したSP細胞群の生物学的特徴について以下の検討を行った。すなわちSP細胞群の細胞増殖能，sphere形成能、さらに抗癌剤処理の影響，さらに低酸素環境下での増殖能などを検討した。またマウスでの造腫瘍能などの癌幹細胞に必要な細胞特性を検討した。今後、幹細胞が存在するとされるニッチと同様な低酸素状態でのSP細胞の動態や遺伝子発現の解析を行う。最終的には，OSCCの癌幹細胞を分離・同定すること，自己複製能と分化能を制御している機構や癌化のメカニズムを解明することで「癌幹細胞を標的とした質的診断・治療法」を確立する。
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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
本研究では, ヒト口腔扁平上皮癌細胞株より分離したSP細胞群の細胞・分子生物学的特徴の解析を, 無血清培養系を用いて行っている。現在まで, 以下のことが明らかとなった。
・各OSCC細胞株において, SP細胞の全細胞における細胞数の比率は0.5～2％であった。一方, 無血清浮遊培養系では, SP細胞のsphere形成能はMP細胞と比較し上昇していた。またSP細胞はMP細胞に比較し, 無血清単層培養系および浮遊培養系で高い抗癌剤耐性を示した。SP細胞の比率は, 抗癌剤存在下および低酸素培養下で増加していた。
・SP細胞は少数の細胞数でもヌードマウス背部皮下に腫瘍を形成する高い造腫瘍能を有していた。
・SP細胞はMP細胞および親株細胞と比較し, 薬剤耐性遺伝子や血管新生遺伝子を高発現していた。
以上より，SP細胞がOSCC癌幹細胞の性格を有している可能性が明らかにされつつある。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの結果を参考に、SP細胞はMP細胞の遺伝子発現の相違や癌幹細胞マーカーとの関連について以下の検討を行う予定である。
SP細胞はMP細胞のDNAマイクロアレイ解析により,薬剤耐性遺伝子や細胞接着に関与する遺伝子を解析する。
癌幹細胞マーカー候補であるCD133とSP細胞群の関連を検討するため、CD133-siRNA導入によりSP細胞群の細胞・分子生物学的特徴の変化を解析する。またSPリッチ細胞から, CD133陽性細胞とCD133陰性細胞を分離し, これら細胞間の遺伝子発現の差異をDNAマイクロアレイ解析で検討する。
SP細胞とMP細胞あるいはCD133陽性細胞とCD133陰性細胞間のPathway解析を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予算の執行は確実に行ってきたが, 少額の端数（2,699円）が生じてしまった。次年度経費と合わせて物品費に使用する予定である。
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