がん予防を目指した超早期がん幹細胞ニッチの分子機構の解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22557
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 後藤 典子 金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (10251448)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• キーワード: inflammation / precancerous tissues / NFkappaB / breast cancer / FRS2

研究実績の概要

MMTV-HER2マウスとMMTV-HER2/ Frs2beta-/-マウスの前がん乳腺組織を取り出してスフェロイド培養を行い、トランスクリプトーム解析を行った。Gene set enrichment analysis (GSEA)の結果、MMTV-HER2乳腺スフェロイドにおいて炎症パスウエイの濃縮がみられ、発現レベルがMMTV-HER2＞ MMTV-HER2/ Frs2beta-/-となる遺伝子のトップリストに多くのサイトカインが見られ、そのうちでもIGF1とCXCL12が重要な役割を果たすことがわかった。さらに、前がん乳腺luminal細胞中で、ErbB2が局在するearly endosomeにFRS2betaとNEMO/IKKgammaが共局在し、NFkappaBを活性化することがわかった。これは、NFkappaBを活性化する新たなメカニズムである。このことによってサイトカインが多く産生され、炎症性の微小環境が構築されることがわかった。ヒトがんでも、超早期のDoctal carcinoma in situ (DIC)の段階の一群にErbB2が強く発現していることが知られている。ここで、FRS2betaが引き金となってNFkappaBが活性化し、慢性炎症様の変化が起きていることが示唆された。
FRS2betaは、腫瘍細胞内ではがん幹細胞に発現していることも示唆されている。FRS2betaは、バイオマーカーとして利用可能かもしれない。今後、臨床応用へ向けて、さらなる解析を行う。

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

FRS2betaの乳腺細胞での発現の細胞染色による解析、がん組織内のがん間質細胞量のSMAの染色による解析、移植したがんのtumor initiating ability解析、前がん乳腺内のIGF1, CXCL12の発現の免疫組織染色による解析など、膨大なデータを再解析、定量化、統計処理を行い、ハイインパクトジャーナルのクライテリアにあうデータの作成を行い、論文を投稿した。リバイズとなった。

今後の研究の推進方策

リバイズで要求された以下の実験を行っている。腫瘍細胞内でIGF1またはCXCL12をノックダウンした状態で移植を行い、腫瘍細胞から産生されるIGF1やCXCL12の寄与を確認する。腫瘍細胞を通常の皮下に移植した際の腫瘍形成の有無を調べる。NFkappaB阻害剤を複数使用し、IGF1やCXCL12がNFkappaB依存的に産生されることを確認する。前がん乳腺のIGF1とCXCL12を別な抗体で再度染色を行い、これまでのデータを確かめる。NFkappaBの活性化を確認するため、IKKbetaまたはTAK1の局在を調べる。
予後が悪いトリプルネガティブタイプのPDXモデルを用いる。腫瘍細胞を乳腺部位に移植して数日以内の乳腺組織を取り出す。乳腺細胞、間質細胞に分離し、トランスクリプトーム解析、GSEA解析などのパスウエイ解析を行い、鍵分子候補を同定する。エピゲノム解析、メタボローム解析も組み合わせ、前駆細胞存在下にがん幹細胞の増殖を開始させる分子機構を解明する。得られた鍵分子候補については、ノックダウン、CRIPR/Cas9を用いたノックアウト、過剰発現の系などを用いて解析を進める。有望な分子については、評価するPDXモデルをふやし、がん予防もしくは超早期治療薬としての評価を進める。

次年度使用額が生じた理由

マウスモデルの実験から、新たな知見が得られたため、解析に時間を要している。
その結果、当初行う予定であったヒト検体を用いた実験を次年度に集中的に行うことにした。そのため、ヒト検体の実験に使用予定であった研究費を繰り越すことにした。
繰越た研究費は、ヒト検体の培養、増殖因子、抗体等の用いる予定である。

研究成果

• [雑誌論文] MCM10 compensates for Myc‐induced DNA replication stress in breast cancer stem‐like cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Murayama Takahiko、Takeuchi Yasuto、Li Mengjiao、Marcela Rojas‐Chaverra N.、Nishimura Tatsunori、Nakata Asuka、Yano Masao、Ishikawa Satoko、Suzuki Yutaka、Sugano Sumio、Kanemaki Masato T.、Okamoto Koji、Tojo Arinobu、Gotoh Noriko
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 ページ: 1209～1224
  • DOI: 10.1111/cas.14776
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Xenografts derived from patients with head and neck cancer recapitulate patient tumour properties (2021)
  • 著者名/発表者名: Makita Haruna、Endo Kazuhira、Kasahara Yoshiya、Nakata Asuka、Moriyama?kita Makiko?、Ishikawa Kazuya、Ueno Takayoshi、Nakanishi Yosuke、Kondo Satoru、Wakisaka Naohiro、Gotoh Noriko、Yoshizaki Tomokazu
  • 雑誌名: Oncology Letters 巻: 21 ページ: 385-395
  • DOI: 10.3892/ol.2021.12646
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Small-molecule HDAC and Akt inhibitors suppress tumor growth and enhance immunotherapy in multiple myeloma (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirano Mitsuhito、Imai Yoichi、Kaito Yuta、Murayama Takahiko、Sato Kota、Ishida Tadao、Yamamoto Junichi、Ito Takumi、Futami Muneyoshi、Ri Masaki、Yasui Hiroshi、Denda Tamami、Tanaka Yukihisa、Ota Yasunori、Nojima Masanori、Kamikubo Yasuhiko、Gotoh Noriko、Iida Shinsuke、Handa Hiroshi、Tojo Arinobu
  • 雑誌名: Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 巻: 40 ページ: 110-129
  • DOI: 10.1186/s13046-021-01909-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cytoplasmic DNA accumulation preferentially triggers cell death of myeloid leukemia cells by interacting with intracellular DNA sensing pathway (2021)
  • 著者名/発表者名: Baba Tomohisa、Yoshida Takeshi、Tanabe Yamato、Nishimura Tatsunori、Morishita Soji、Gotoh Noriko、Hirao Atsushi、Hanayama Rikinari、Mukaida Naofumi
  • 雑誌名: Cell Death & Disease 巻: 12 ページ: 322-336
  • DOI: 10.1038/s41419-021-03587-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The CD44/COL17A1 pathway plays a vital role in the formation of transformed multi-layered epithelia (2021)
  • 著者名/発表者名: Kozawa K, Sekai M, Ohba K, Gotoh N, Tanino M, Tanaka S, Natsuga K, Soga T, Nakamura T, Yabuta Y, Saitou M, Itoh T, Matsuura K, Tsunoda M, Kikumori T, Iida T, Mizutani Y, Miyai Y, Enomoto A, Fujita Y.
  • 雑誌名: Curr Biol 巻: - ページ: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 「乳腺のオルガノイドによるマイ・メディシン」-がん幹細胞研究の立場から (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 276(5) ページ: 21810-21816
• [雑誌論文] ミトコンドリア内葉酸代謝酵素を標的としたがん治療 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西村 建徳、東條 有伸、後藤 典子
  • 雑誌名: サイトメトリーリサーチ 巻: 30 ページ: 9～13
  • DOI: 10.18947/cytometryresearch.30.2_9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Upregulation of S100A10 in metastasized breast cancer stem cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Yanagi Hisano、Watanabe Takashi、Nishimura Tatsunori、Hayashi Takanori、Kono Seishi、Tsuchida Hitomi、Hirata Munetsugu、Kijima Yuko、Takao Shintaro、Okada Seiji、Suzuki Motoshi、Imaizumi Kazuyoshi、Kawada Kenji、Minami Hironobu、Gotoh Noriko、Shimono Yohei
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 111 ページ: 4359～4370
  • DOI: 10.1111/cas.14659
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mint3 depletion restricts tumor malignancy of pancreatic cancer cells by decreasing SKP2 expression via HIF-1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kanamori Akane、Matsubara Daisuke、Saitoh Yurika、Fukui Yuya、Gotoh Noriko、Kaneko Shuichi、Seiki Motoharu、Murakami Yoshinori、Inoue Jun-ichiro、Sakamoto Takeharu
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 39 ページ: 6218～6230
  • DOI: 10.1038/s41388-020-01423-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proliferation‐associated long noncoding RNA, TMPO‐AS1 , is a potential therapeutic target for triple‐negative breast cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: Mitobe Yuichi、Ikeda Kazuhiro、Sato Wataru、Kodama Yukinobu、Naito Mitsuru、Gotoh Noriko、Miyata Kanjiro、Kataoka Kazunori、Sasaki Hitoshi、Horie‐Inoue Kuniko、Inoue Satoshi
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 111 ページ: 2440～2450
  • DOI: 10.1111/cas.14498
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Large miRNA survival analysis reveals a prognostic four-biomarker signature for triple negative breast cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: Andrade Fernando、Nakata Asuka、Gotoh Noriko、Fujita Andre
  • 雑誌名: Genetics and Molecular Biology 巻: 43 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1590/1678-4685-GMB-2018-0269
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 微小環境と治療抵抗性メカニズム (2020)
  • 著者名/発表者名: 村山貴彦、後藤典子
  • 雑誌名: CANCER BOARD of the BREAST 巻: 6(2) ページ: 102-104
• [学会発表] 乳がん患者由来がん三次元培養によるマイ・メディシン (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第20回日本再生医療治療学会
  • 招待講演
• [学会発表] 乳がん患者由来がん三次元培養からがん幹細胞の不均一性に迫る (2020)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 患者由来がんモデル講演会
  • 招待講演
• [学会発表] がん幹細胞を標的とした治療戦略 (2020)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第24回日本がん分子標的治療学会
  • 招待講演
• [学会発表] がん幹細胞標的治療の実現への具体的な道筋 (2020)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] 固形がんのPatient-derived xenograft (PDX) (2020)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] 固形がんの１細胞解析-乳がん- (2020)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会
  • 招待講演
• [備考] 金沢大学がん進展制御研究所 分子病態研究分野 後藤研
  • URL: http://bunshibyotai.w3.kanazawa-u.ac.jp/
• [産業財産権] がん幹細胞の分画方法 (2021)
  • 発明者名: 後藤典子、西村建徳、Li Mengjiao
  • 権利者名: 後藤典子、西村建徳、Li Mengjiao
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願 2021-12049