がん性サルコペニアに対する特異的マーカーの確立とHMGB1標的化による抑制

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K10788
• 研究機関: 奈良県立医科大学
• 研究代表者: 藤井 澄 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (60284189)
• 研究分担者: 國安 弘基 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (00253055) ; 羅 奕 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (30633797) ; 川原 勲 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (80524975)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: HMGB1 / がん悪液質 / 骨格筋萎縮 / オートファジー / Warburg効果

研究実績の概要

本研究はマウス結腸癌発癌モデルと皮下腫瘍モデルを使用した。結腸癌発癌モデルはC57BL/6マウス（5週令・オス）を使用し、1,2- dimethylhydrazine (DMH)を40 mg/kgを腹腔内に週1回を10週間注射にて播種し作成した。皮下腫瘍モデルにおいては、BALB/cマウスの肩甲骨間の皮下に同系の大腸癌細胞株であるCT26を1×10＾7 / 0.2 mLを投与し作成した。各モデルにはPBSを使用した対照群も作成し、比較検討した。各モデルの骨格筋萎縮とHMGB1の関係を検証するため、腫瘍内、血中、筋内の炎症性サイトカイン、HMGB1の濃度を測定した。また骨格筋特異的にはHMGB１レセプターであるHMGB1受容体（RAGE）やTLR4、骨格筋萎縮の指標としてオートファジー関連タンパクの検索やミトコンドリアの代謝を検索した。またこれらの実験は適宜培養実験においても検証を実施した。
骨格筋は発癌モデル、腫瘍モデルで萎縮を誘導した。腹水中のHMGB１、TNF-aは高値を示した。オートファジー誘導ストレスタンパク質HMGB1の発現は、マウス悪液質モデルの筋肉において増加した。この効果は、終末糖化産物最終産物に対するHMGB1受容体（RAGE）を介した、筋肉中のピルビン酸キナーゼPKM1およびピルビン酸キナーゼ活性の発現低下と関連していた。骨格筋では、HMGB1の添加によりリン酸化mTORの低下とオートファジー実行タンパク質発現増加によりオートファジーが誘導された。その結果、血漿グルタミンは増加し、癌細胞におけるグルタミン取込みとグルタミンからのWarburg効果が促進された。
本実験結果より、腫瘍から放出されるHMGB1が骨格筋のオートファジーを促進し、癌におけるエネルギー代謝を促進することが確認された。これらの所見は、HMGB1ががん関連骨格筋萎縮と癌進展をもたらす原因である可能性を示唆すると考えられた。

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

マウスモデルにより、HMGB1が悪液質・骨格筋萎縮にオートファジーを介して関連することを明らかにした。

今後の研究の推進方策

次年度は、ヒトにおけるHMGB1の悪液質・骨格筋萎縮におけるマーカーの可能性を検討する。

研究成果

• [国際共同研究] 南通大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 南通大学
• [雑誌論文] Concurrent expression of CD47 and CD44 in colorectal cancer promotes malignancy (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara-Tani R, Sasaki T, Ohmori H, Luo Y, Goto K, Nishiguchi Y, Mori S, Nakashima C, Mori T, Miyagawa Y, Kawahara I, Fujii K, Kishi S, Tatsumoto N, Kuniyasu H
  • 雑誌名: Pathobiology 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Intermittent calorie restriction enhances epithelial-mesenchymal transition through alteration of energy metabolism in a mouse tumor model. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kusuoka O, Fujiwara-Tani R, Nakashima C, Fujii K, Ohmori H, Mori T, Kishi S, Miyagawa Y, Goto K, Kawahara I, Kuniyasu H
  • 雑誌名: Int J Oncol 巻: 52 ページ: 413-423
  • DOI: 10.3892/ijo.2017.4229
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Expression of cytosolic malic enzyme (ME1) is associated with disease progression in human oral squamous cell carcinoma. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakashima C, Yamamoto K, Fujiwara-Tani R, Luo Y, Matsushima S, Fujii K, Ohmori H, Sasahira T, Sasaki T, Kitadai Y, Kirita T, Kuniyasu H
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 109 ページ: 2036-2045
  • DOI: 10.1111/cas.13594
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pro-metastatic signaling of elaidic acid, a trans fatty acid, is associated with lipid rafts. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kishi S, Fujiwara-Tani R, Luo Y, Kawahara I, Goto K, Fujii K, Ohmori H, Nakashima C, Sasaki T, Kuniyasu H
  • 雑誌名: Oncol Lett 巻: 15 ページ: 4423-4426
  • DOI: 10.3892/ol.2018.7817
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Expression of the long-chain fatty acid receptor GPR40 was associated with cancer progression in colorectal cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakashima C, Kishi S, Fujiwara-Tani R, Luo Y, Kawahara I, Goto K, Fujii K, Ohmori H, Kuniyasu H
  • 雑誌名: Oncol Lett 巻: 15 ページ: 8641-8646
  • DOI: 10.3892/ol.2018.8383
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Significance of intranuclear angiotensin-II type 2 receptor in oral squamous cell carcinoma (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsushima-Otsuka S, Fujiwara-Tani R, Sasaki T, Ohmori H Nakashima C, Kishi S, Nishiguchi Y, Fujii K, Luo Y, Kuniyasu H
  • 雑誌名: Oncotarget 9(93): , 2018 巻: 9 ページ: 36561-36574
  • DOI: org/10.18632/oncotarget.26337
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intake of medium-chain fatty acids induces oxidative stress and to atrophy the myocardium (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyagawa Y, Mori T, Goto K, Fujiwara-Tani R, Kishi S, Sasaki T, Fujii K, Ohmori H, Kawahara I, Kuniyasu H
  • 雑誌名: Lipids in Health and Disease 巻: 17 ページ: 258
  • DOI: org/10.1186/s12944-018-0908-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anti-claudin-4 extracellular domain antibody enhances the antitumoral effects of chemotherapeutic and antibody drugs in colorectal cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara-Tani R, Sasaki T, Luo Y, Ohmori H, Nishiguchi Y, Kishi S, Mori S, Goto K, Kondoh M, Kuniyasu H*
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 ページ: 37367-37378
  • DOI: 10.18632/oncotarget.26427
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [備考] 奈良県立医科大学分子病理学HP
  • URL: http://www.naramed-u.ac.jp/~molepath/