骨肉腫マウスモデルを用いた悪性腫瘍の発症・進展におけるCD109の発現意義の解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07503
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 三井 伸二 名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (80646505)
• 研究分担者: 高橋 雅英 藤田医科大学, その他部局等, 教授 (40183446)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: CD109 / 骨肉腫 / 骨芽細胞 / 間葉系幹細胞

研究実績の概要

GPIアンカー型膜タンパク質CD109は，種々の扁平上皮癌・脳腫瘍・肺腺癌などの多くのヒト腫瘍組織で発現が増強し，これらの腫瘍の発症ないし進展を助長する分子であることが近年明らかとなりつつある．しかし，一方で，CD109が悪性腫瘍においてそのような機能を示すメカニズムについては依然として不明な点が多い．
これまで我々は，全身でCD109を欠失するCD109ノックアウトマウスを作出し，その表現型解析を行ってきた．その中で，本マウスにおいて骨の脆弱化が認められるとともに，ヒトおよびマウス組織を用いた検討によりCD109が骨芽細胞に発現していることが明らかになったことから，本研究は，骨芽細胞が悪性化した腫瘍である骨肉腫におけるCD109の役割を解析することで，CD109の生理学的機能および悪性腫瘍の増悪因子としての機能の本態を解明しようとするものである．
前年度までに同定した，CD109の発現が増強している複数のヒト骨肉腫由来細胞株を用いて，細胞生物学的な検討を行った．CD109はTGF-βシグナル系において抑制的に働く補助受容体としての機能が知られているため，骨肉腫細胞株においても同様の機能を持つか，複数の細胞株に対してTGF-β1刺激することでin vitroで検討したが，CD109ノックダウン群とコントロール群で有意な差は認められなかった．そこで，解析対象をTGF-βスーパーファミリーに広げ，TGF-β1以外のリガンドを使用した検討を開始し，現在解析中である．また，並行してCRISPR/Cas9法を用いたCD109ノックアウト細胞の作製も順調に進行しており，これまでにCD109の発現が消失している細胞株のクローニングが完了した．

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究計画に沿って，骨肉腫細胞株およびヒト骨肉腫組織を用いた検討を進めているが，CD109結合分子の同定に当初の予定よりも時間を要している．CD109ノックアウト細胞が得られたため，この細胞の利用を含め，研究計画に基づいて研究をより一層進展させたい．

今後の研究の推進方策

各種細胞株を用いて，引き続き腫瘍の進展において重要な役割を果たすCD109結合分子の同定を目指すとともに，骨肉腫におけるTGF-βスーパーファミリーとCD109の相互作用について検討を継続する．
また，研究計画に沿って，骨肉腫マウスモデルを用いた実験を計画中である．

次年度使用額が生じた理由

研究の進捗がやや遅れており，当初行う予定であったCD109結合分子に基づいた個体レベルあるいは組織レベルでの検討が未実施であるため，次年度使用分が生じた．
今年度はヒト組織またはマウスモデルを用いた解析を行う計画である．

研究成果

• [雑誌論文] The balance of stromal BMP signaling mediated by GREM1 and ISLR drives colorectal carcinogenesis. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Gieniec KA, Wright JA, Wang T, Asai N, Mizutani Y, Iida T, Ando R, Suzuki N, Lannagan TR, Ng JQ, Hara A, Shiraki Y, Mii S (14番目/36人中), ..., Enomoto A, Takahashi M, Worthley DL, Woods SL.
  • 雑誌名: Gastroenterology. 巻: 160 ページ: 1224-1239.e30
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2020.11.011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CD109 regulates in vivo tumor invasion in lung adenocarcinoma through TGF-β signaling. (2020)
  • 著者名/発表者名: Taki T, Shiraki Y, Enomoto A, Weng L, Chen C, Asai N, Murakumo Y, Yokoi K, Takahashi M, Mii S.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 111 ページ: 4616-4628
  • DOI: 10.1111/cas.14673
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complex roles of the actin-binding protein Girdin/GIV in DNA damage-induced apoptosis of cancer cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Chen C, Enomoto A, Weng L, Taki T, Shiraki Y, Mii S, Ichihara R, Kanda M, Koike M, Kodera Y, Takahashi M.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 111 ページ: 4303-4317
  • DOI: 10.1111/cas.14637
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Daple-CK1ε complex regulates Dvl2 phosphorylation and canonical Wnt signaling. (2020)
  • 著者名/発表者名: Esaki N, Enomoto A, Takagishi M, Mizutani Y, Iida T, Ushida K, Shiraki Y, Mii S, Takahashi M.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 532 ページ: 406-413
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.08.066
  • 査読あり
• [雑誌論文] Connective tissue growth factor produced by cancer-associated fibroblasts correlates with poor prognosis in epithelioid malignant pleural mesothelioma. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohara Y, Enomoto A, Tsuyuki Y, Sato K, Iida T, Kobayashi H, Mizutani Y, Miyai Y, Hara A, Mii S, Suzuki J, Yamashita K, Ito F, Motooka Y, Misawa N, Fukui T, Kawaguchi K, Yokoi K, Toyokuni S.
  • 雑誌名: Oncol Rep. 巻: 44 ページ: 838-848
  • DOI: 10.3892/or.2020.7669
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 悪性腫瘍におけるGPIアンカー型膜タンパク質CD109の発現と臨床的意義 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三井 伸二，白木 之浩，滝 哲郎，榎本 篤，高橋 雅英
  • 学会等名: 第109回日本病理学会総会
• [学会発表] 肺腺癌における癌関連タンパク質CD109の機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 滝 哲郎，三井 伸二，白木 之浩，榎本 篤，高橋 雅英
  • 学会等名: 第109回日本病理学会総会
• [学会発表] CD109 regulates in vivo tumor invasion in lung adenocarcinoma through TGF-β signaling (2020)
  • 著者名/発表者名: 三井 伸二，滝 哲郎，白木 之浩，榎本 篤，高橋 雅英
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会
• [備考] 腫瘍病理学 分子病理学分野
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/patho2/