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本研究は原発巣の検査にて、原発巣での転移性癌細胞の有無と転移成立を正確・低価格・簡便に検出するシステムの開発を目的とした。転移性癌細胞と非転移性癌細胞の原発巣での分布様式と転移成立の関係を明らかにするため、RFPを発現する非転移性癌細胞株とGFPを発現する高転移性癌細胞株のヘテロな癌細胞集団を同所性移植し、各癌細胞の原発巣での分布様式と転移成立との関係を検討した。移植初期では両癌細胞は同一部位に分布しているが、リンパ節転移成立初期では非転移性癌細胞が転移性癌細胞の外側に分布し、腫瘍の中心部で消失し始めた。その3日後には、腫瘍中心部での転移性癌細胞の独占的増殖と腫瘍の外側での転移性癌細胞と非転移性癌細胞の混在を認め、両癌細胞の分布様式と転移成立との関係の可能性が示唆された。次に原発巣における転移性癌細胞を検出する分子を同定するため、高転移性癌細胞と非転移性癌細胞の遺伝子とタンパク質の発現の相違をDNAチップ(54675遺伝子)と質量分析法(iTRAQ法・LC-MS/MS解析)にて解析後両データを融合させ分子ネットワーク解析を行い、亢進しているシグナルネットワークを検出した結果、転移性癌細胞検出候補分子として30分子を選定し、原発巣で転移性癌細胞に特異的に発現した分子はE-cadherin、TG2、cathepsinD、HIF1-α(核に染色)であった。同様の手法で非転移性癌細胞に特異的に発現する分子として、CK16、cathepsinE、desmocollin3を検出した。臨床検体の原発巣でのこれらの分子発現様式とリンパ節の転移の有無とを検討した結果、マウスモデルとほぼ同様の結果を75%の症例に認めたが、有意差には至らなかった。臨床の検体数が少ないこととマイクロメタを考慮すると数年の経過観察が必要なので、現在症例数を増やし、この検出システムの有用性を検討している。
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