肝星細胞オートファジーの癌微小環境を通じた肝癌細胞増殖機序の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K17489
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 明神 悠太 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (20838817)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 肝細胞癌 / 肝星細胞 / 癌微小環境 / シングルセルシークエンス / GDF15

研究実績の概要

2020年度は肝癌細胞による肝星細胞オートファジーを介した肝癌発育進展機構を明らかにすることを目的として主に細胞実験・動物実験による検証の上ヒト検体を用いた検証を行った。
2019年度に肝癌細胞との共培養により肝星細胞のオートファジー依存的に変化することを同定したGDF15の機能評価を行うため、共培養実験・共移植実験を行った。星細胞のGDF15をノックアウトすることで共培養・共移植いずれにおいても腫瘍増殖は抑制された。
動物実験では星細胞特異的にATG7をノックアウトしたマウスの腫瘍評価を行った。非腫瘍部においてはシリウスレッド染色陽性領域の減少およびヒドロキシプロリン定量や線維化マーカーの低下を認めた。腫瘍部においてはASMA陽性領域の減少およびKi67陽性腫瘍細胞の減少を確認した。まとめると肝星細胞のAtg7をノックアウトすることによって線維化進展および腫瘍増殖が抑制された。次に、細胞実験で同定されたGDF15の検証を動物実験で行った。肝星細胞特異的にGDF15をノックアウトしたマウスに対してストレプトゾトシンと高脂肪食を与えることで肝発癌を誘導し、その表現型の変化を検証した。その結果、星細胞特異的にGDF15をノックアウトしたマウスにおいて有意に肝腫瘍の最大腫瘍径および腫瘍個数が抑制された。一方で背景肝の線維化は変化しなかった。
臨床試料の検証においては肝細胞癌に対して肝部分切除された症例の組織を用いた。非腫瘍部と比して腫瘍部で有意にGDF15の蛋白発現が増加し、免疫染色による検討では非実質細胞でGDF15陽性細胞を認めた。単一細胞解析においては腫瘍部の星細胞でGDF15を発現している細胞が存在した。
本研究を通じて肝星細胞と肝癌細胞との相互作用の一部を明らかにすることができ、今後、受容体を含めた詳細な機序やGDF15以外に抽出された遺伝子群に対して検証を行っていく。

研究成果

• [雑誌論文] Hepatic Stellate Cells in Hepatocellular Carcinoma Promote Tumor Growth Via Growth Differentiation Factor 15 Production (2021)
  • 著者名/発表者名: Myojin Yuta、Hikita Hayato、Sugiyama Masaya、Sasaki Yoichi、Fukumoto Kenji、Sakane Sadatsugu、Makino Yuki、Takemura Nobuyuki、Yamada Ryoko、Shigekawa Minoru、Kodama Takahiro、Sakamori Ryotaro、Kobayashi Shogo、Tatsumi Tomohide、Suemizu Hiroshi、Eguchi Hidetoshi、Kokudo Norihiro、Mizokami Masashi、Takehara Tetsuo
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 160 ページ: 1741～1754.e16
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2020.12.015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ST6GAL1 Is a Novel Serum Biomarker for Lenvatinib-Susceptible FGF19-Driven Hepatocellular Carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Myojin Yuta、Kodama Takahiro、Maesaka Kazuki、Motooka Daisuke、Sato Yu、Tanaka Satoshi、Abe Yuichi、Ohkawa Kazuyoshi、Mita Eiji、Hayashi Yoshito、Hikita Hayato、Sakamori Ryotaro、Tatsumi Tomohide、Taguchi Ayumu、Eguchi Hidetoshi、Takehara Tetsuo
  • 雑誌名: Clinical Cancer Research 巻: 27 ページ: 1150～1161
  • DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-20-3382
  • 査読あり
• [学会発表] Hepatic stellate cell autophagy promotes HCC progression via GDF15 (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuta Myojin, Hayato Hikita, Masaya Sugiyama, Takahiro Kodama, Yuki Makino, Ryoko Yamada, Tasuku Nakabori, Ryotaro Sakamori, Tomohide Tatsumi, Masashi Mizokami, Tetsuo Takehara
  • 学会等名: The Digital International Liver Congress of the European Association for the Study of the Liver
  • 国際学会
• [学会発表] 肝星細胞のGDF15を介した肝癌増殖促進機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 疋田隼人、明神悠太、竹原徹郎
  • 学会等名: 第34回肝類洞壁細胞研究会学術集会
• [学会発表] 肝星細胞がオートファジー依存的に分泌するGDF15は肝細胞癌の進展に寄与する (2020)
  • 著者名/発表者名: 明神悠太、疋田隼人、小玉尚宏、牧野祐紀、阪森亮太郎、巽智秀、溝上雅史、江口英利、竹原徹郎
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 肝癌微小環境における肝星細胞のオートファジーを介したGDF15の意義 (2020)
  • 著者名/発表者名: 明神悠太、疋田隼人、竹原徹郎
  • 学会等名: 第56回日本肝臓学会総会
• [学会発表] GDF15 secreted by hepatic stellate cells accelerates HCC progression in an autophagy-dependent manner (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuta Myojin, Hayato Hikita , Masaya Sugiyama, Takahiro Kodama, Yuki Makino, Ryoko Yamada, Ryotaro Sakamori, Tomohide Tatsumi, Masashi Mizokami, Tetsuo Takehara
  • 学会等名: The Liver Meeting Digital Experience
  • 国際学会
• [備考] 肝がん進展に関わる新たな分子を発見 ～肝細胞がんの新規治療薬への臨床応用に期待～
  • URL: https://www.med.osaka-u.ac.jp/activities/results/2020year/hikita-myojin2020