ヒトiPS細胞由来肝星細胞を用いた肝線維化・発癌機序の解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K08415
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 中川 美奈 東京医科歯科大学, 統合教育機構, 准教授 (30401342)
• 研究分担者: 柿沼 晴 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30372444) ; 朝比奈 靖浩 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座教授 (00422692)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ヒトiPS細胞 / 肝星細胞 / WFA-positive M2BP / 肝細胞癌

研究実績の概要

研究代表者らはこれまでに、研究グループで独自に構築した2000例以上の前向きコホートデータを用いた多施設共同研究により、C型肝炎に対する抗ウイルス治療として、インターフェロン(IFN)を用いた治療と、現在主に用いられているIFNを用いない直接型抗ウイルス薬(DAA)を用いた治療とを比較し、早期発癌抑止効果について両治療群で有意差のないこと、発癌予測マーカーとしてWFA-positive M2BPが有用であることを報告してきた。
本研究は肝線維化と肝星細胞の活性化機構に着目し、基礎研究と臨床研究の両面からアプローチすることで、未だ充分明らかにはなっていない、C型肝炎ウイルス駆除（SVR）後の肝発癌機構の解明、WFA-positive M2BPの機能的意義の解析を目指すものである。 基礎研究では、ヒトiPS細胞由来肝間葉系細胞(星細胞)の分化誘導法を確立したとともに、本細胞を肝細胞系譜細胞と共培養して、その形質変化を確認した。本細胞と肝細胞系譜細胞を共培養すると培養上清中のWFA-positive M2BPの濃度が上昇することが示され、その機能的意義と分子機構を解析中である。
臨床研究では1000例以上の前向きコホートを基盤にした多施設共同研究をさらに拡大し、抗ウイルス治療後の発癌および生命予後の解析を行った。SVR達成時のAFP値は肝がん再発と相関していた。SVR達成時の肝線維化、WFA-positive M2BP値は肝がん発症と相関していた。そして肝がん既往のない患者では、SVR達成時のWFA-positive M2BP値はその後の生存と有意に相関していた（Nakagawa et al, 2020）。これらの結果に基づき、慢性炎症に伴う肝線維化機構の解明、肝発癌制御に向けた個別化医療の確立のため、本研究を継続中である。

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

本研究は、以下のステップで進めることを計画している。(1)ヒトiPS細胞由来肝間葉系細胞(星細胞)の分化誘導法の確立と標的遺伝子の修飾による肝間葉系細胞誘導の効率化、(2)iPS由来間葉系細胞を用いたin vitro解析による糖鎖マーカーWFA-positive M2BPの生体内における分子生物学的意義の解析、(3)糖鎖マーカーWFA-positive M2BPの動態と臨床的意義の解析、の3つである。一連の研究計画は順調に進捗し、発表論文、学会発表に関しても概ね予定通り進展している。
(1)ヒトiPS細胞由来肝間葉系細胞(星細胞)の分化誘導法の確立と標的遺伝子の修飾による肝間葉系細胞誘導の効率化に関しては、標的遺伝子数種類を修飾するヒ トiPS細胞の樹立に既に着手し、いくつかを樹立した。転写因子LHX2に関しては、強制発現によってヒトiPS細胞由来肝間葉系細胞におけるLamininなどの細胞外 マトリックスの発現を変化させ、共培養するヒトiPS細胞由来肝細胞系譜細胞のアルブミン産生能を亢進せしめることが示された。他の候補分子に関しても現在検証解析を進めている。
(2)iPS由来間葉系細胞を用いたin vitro解析による糖鎖マーカーWFA-positive M2BPの生体内における分子生物学的意義については、ヒトiPS細胞由来肝間葉系細胞とヒトiPS 細胞由来肝細胞系譜細胞との共培養系でM2BPGiの産生レベルが亢進することが確認され、その機序について検討を進めている。 (3)糖鎖マーカーM2BPGiの動態と臨床的意義についても、新規おデータ解析を行い、これに基づく新たな知見を得たので、その内容について原著論文が採択された（Nakagawa et al. J Gastroenterol, 2020）。このように研究は順調に進捗していると考えられる。

今後の研究の推進方策

前記の如く、当初の計画で企図したように順調に進捗していることから、過去２年度の計画をそのまま進展させる予定である。 (1)ヒトiPS細胞由来肝間葉系細胞(星細胞)の分化誘導法の確立と標的遺伝子の修飾による肝間葉系細胞誘導の効率化については、解析中のいくつかの分子について、並行してヒト肝星細胞株を用いて同様の検証を行うことで、細胞株との形質の差異を明らかにし、whole transcriptome解析とcytokine array解析より変動分子を抽出、分子生物学的手法から検証実験を行う予定である。
(2)iPS由来間葉系細胞を用いたin vitro解析による糖鎖マーカーWFA-positive M2BPの生体内における分子生物学的意義については、M2BPGiの産生調節機構に関して、さらに 分子生物学的な解析を進める予定である。
(3)糖鎖マーカーM2BPGiの動態と臨床的意義についても、新たな知見を得て論文に報告したので、その結果を継続して集積し、解析を進める予定である。 これらを通じて、未だ充分明らかになっていないウイルス駆除後の肝発癌機構の解明、WFA-positive M2BPの機能的意義を明らかにするため、間葉系細胞の分化誘導法の改良を並行して行い、得られた間葉系細胞(星細胞)モデルを用いて活性化の有無による線維化や癌関連マーカー、WFA-positive M2BPの動態解析を行う予定である。本研究を推進することで、慢性炎症に伴う線維化機構の解明、肝発癌制御に向けた個別化医療の発展に貢献できると期待している。

次年度使用額が生じた理由

試薬等が計画当初より廉価で購入可能であったため、廉価な物品を選択して購入したため。 使用計画:検討する数・種類を拡大して解析を発展させて行うため、当初の計画よりも試薬を増量して購入する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Hepatocellular carcinoma recurrence after direct-acting antiviral therapy: an individual patient data meta-analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Sapena V, Enea M, Torres F, Celsa C, Rios J, Rizzo GEM, Nahon P, Marino Z, Tateishi R, Minami T, Sangiovanni A, Forns X, Toyoda H, Brillanti S, Conti F, Degasperi E, Yu ML, Tsai PC, Jean K, El Kassas M, Shousha HI, Omar A, Zavaglia C, Nagata H, Nakagawa M, Asahina Y, et al.
  • 雑誌名: Gut 巻: 71 ページ: 593～604
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2020-323663
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mac-2 binding protein glycosylation isomer as a novel predictive biomarker for patient survival after hepatitis C virus eradication by DAAs (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa M, Nawa N, Takeichi E, Shimizu T, Tsuchiya J, Sato A, Miyoshi M, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Nitta S, Itsui Y, Azuma S, Kakinuma S, Fujiwara T, Watanabe M, Tanaka Y, Asahina Y; Ochanomizu Liver Conference Study Group.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 55 ページ: 990～999
  • DOI: 10.1007/s00535-020-01715-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time course alterations of virus sequences and immunoglobulin titers in a chronic hepatitis E patient (2020)
  • 著者名/発表者名: Nitta S, Takahashi K, Kawai-Kitahata F, Tsuchiya J, Sato A, Miyoshi M, Murakawa M, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Kakinuma S, Watanabe M, Asahina Y.
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 50 ページ: 524～531
  • DOI: 10.1111/hepr.13480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relative dose intensity over the first four weeks of lenvatinib therapy is a factor of favorable response and overall survival in patients with unresectable hepatocellular carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Kirino S, Tsuchiya K, Kurosaki M, Kaneko S, Inada K, Yamashita K, Osawa L, Hayakawa Y, Sekiguchi S, Okada M, Wang W, Higuchi M, Takaura K, Maeyashiki C, Tamaki N, Yasui Y, Nakanishi H, Itakura J, Takahashi Y, Asahina Y, Izumi N.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 15 ページ: e0231828
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0231828
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sofosbuvir plus velpatasvir treatment for hepatitis C virus in patients with decompensated cirrhosis: a Japanese real-world multicenter study (2020)
  • 著者名/発表者名: Tahata Y, Hikita H, Mochida S, Kawada N, Enomoto N, Ido A, Yoshiji H, Miki D, Hiasa Y, Takikawa Y, Sakamori R, Kurosaki M, Yatsuhashi H, Tateishi R, Ueno Y, Itoh Y, Yamashita T, Kanto T, Suda G, Nakamoto Y, Kato N, Asahina Y, et al
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 56 ページ: 67～77
  • DOI: 10.1007/s00535-020-01733-4
  • 査読あり
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来肝臓構成細胞による肝線維症の病態解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴、中川美奈、朝比奈靖浩、他
  • 学会等名: 第20回 日本再生医療学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Poor improvement of on-treatment FIB-4 index after initiation of nucleos(t)ide analogs is associated with development of hepatocellular carcinoma in both cirrhotic and non-cirrhotic chronic hepatitis B patients. (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyako Murakawa, Taro Shimizu, Eiko Takeichi, Jun Tsuchiya, Ayako Sato, Masato Miyoshi, Fukiko Kawai-Kitahata, Sayuri Nitta, Yasuhiro Itsui, Mina Nakagawa, Seishin Azuma, Sei Kakinuma, Yasuhiro Asahina.
  • 学会等名: EASL The Digital International Liver Congress 2020
  • 国際学会
• [学会発表] C型慢性肝疾患SVR後肝発癌予測因子の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中川美奈、村川美也子、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第106回日本消化器病学会総会
• [学会発表] SVR後の肝発癌、生存予測因子の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中川美奈、村川美也子、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第56回日本肝臓学会総会
• [学会発表] C型慢性肝疾患SVR後の肝発癌および予後の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中川美奈、村川美也子、朝比奈靖浩
  • 学会等名: JDDW2020
• [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた肝線維症における分子標的の探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴、角田知之、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第106回日本消化器病学会総会
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来肝臓構成細胞の疾患モデルへの応用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴
  • 学会等名: 第27回肝細胞研究会
  • 招待講演