胃癌幹細胞及び同前駆細胞を駆逐する二段階分子標的療法の開発

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03667
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 鈴木 秀和 東海大学, 医学部, 教授 (70255454)
• 研究分担者: 佐藤 智典 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00162454) ; 津川 仁 東海大学, 医学部, 講師 (30468483) ; 土居 信英 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (50327673)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 癌幹細胞 / CD44 / CAPZA1 / H. pylori / mucosoid

研究実績の概要

胃オルガノイド由来幹細胞駆動型上皮細胞モデルMucosoidを用いた解析では、酪酸刺激にて、胃上皮細胞のCAPZA1発現は顕著に亢進し、H. pylori感染により、CAPZA1過剰発現細胞依存的にCagAが蓄積していくことが、Western blotting並びに共焦点レーザー顕微鏡解析による免疫染色法により明らかになった。CagAを蓄積させたCAPZA1の過剰発現細胞は、CD44v9発現の陽性化とともに、LGR5、SALL4及びKLF５発現もそれぞれ陽性化することが確認された。これらの結果から、酪酸刺激下で誘導されたCAPZA1過剰発現細胞へのH. pylori感染によるCagAの装填が、CD44v9陽性がん幹細胞の発生起点になり得ると考えられた。また、前年度に調製したビーズ固定用のSBPタグを融合したCAPZA1-SBP蛋白質をベイトとしてmRNA ディスプレイ法によるヒトVH単一ドメイン抗体ライブラリーの試験管内選択をおこなった結果、CAPZA1に特異的に結合する小型ドメイン抗体を多数取得することに成功した。得られた小型ドメイン抗体を独自の膜透過促進ペプチドおよび核移行配列（NLS）と組み合わせることで、細胞質から核までデリバリーできるかを検討するために、小型ドメイン抗体とペプチドの連結順序を変えた複数のコンストラクトを作成し、機能と局在を調べた結果、抗体の結合活性を維持したまま、核に送達できることが確認できた。また、CD44v9陽性細胞に標的性を示す多糖ナノ粒子による遺伝子のデリバリーシステムの開発を行った。CD44v9陽性細胞に親和性のあるルシフェラーゼ遺伝子pLuc／キトサン／ヒアルロン酸三元複合体では、遺伝子の細胞内導入において核への高い輸送効率が観察されたことから、CD44v9が関与する分子生物学的観点からのメカニズム解析を実施している。さらに、自殺遺伝子pTK含有三元複合体を用いることでCD44v9陽性細胞に対して特異的に細胞増殖抑制効果を得ることに成功した。

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

本研究では、CAPZA1過剰発現細胞、およびCD44v9陽性癌幹細胞を標的とした次世代分子標的バイオ医薬を開発し、「癌幹細胞/前駆細胞選択的二段階駆逐型新規癌治療戦略」の確立を目的としている。令和3年度までの研究成果により、胃内共生細菌由来代謝物依存的なCAPZA1過剰発現を介したCD44v9陽性細胞の発生機構が胃オルガノイドを用いたモデルで明確化され、その細胞の標的技術として、mRNAディスプレイ法とキトサン/ヒアルロン酸(HA)で構成したナノ粒子への自殺遺伝子のパッケージング法の開発が順調に進んでいる。今後、これらの標的技術の精度の向上と、標的化の実践の確認のために、胃オルガノイドを応用したmucosoidモデルを用いた機能評価が必要となるが、ここまでの研究開発により標的技術の開発はおおむね順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

令和3年度の成果により、mRNAディスプレイ法を用いたCAPZA1過剰発現細胞の標的技術開発では、CAPZA1にビーズ固定用のSBPタグを融合したCAPZA1-SBP蛋白質を大腸菌で大量発現・精製し、AGS細胞抽出液に含まれるLRP1-ICDとの結合を確認することができたので、今後、CAPZA1-SBPをベイトとしたmRNAディスプレイ法を用いて、CAPZA1に結合するペプチドまたは小型抗体のセレクションを行う。また、調製されたeGFP-LRP1(ICD)-S19-TAT融合蛋白質をAGS細胞に添加すると、膜透過促進ペプチドS19の機能によりLRP1-ICDの細胞内移行が促進されたが、過剰なLRP1-ICDの細胞内移行により細胞死が誘導され、LRP1-ICDの細胞内移行量の調節技術が必要になることが示唆されたため、CAPZA1過剰発現細胞特異的にLRP1-ICDを送達させることを目的に、CAPZA1過剰発現特異的な細胞表層受容体の探索・同定をAGS培養細胞とmucosoidモデルを用いて実施する。さらに、ルシフェラーゼ遺伝子(pLuc)／キトサン／ヒアルロン酸の三元複合体糖ナノ粒子では、CD44v9陽性細胞に特異的な遺伝子の細胞内導入、微小管依存的な核への輸送、および顕著な遺伝子発現活性が得られたため、今後、この糖ナノ粒子内へ自殺遺伝子(pTK)をパッケージングし、CD44v9陽性細胞特異的な抗腫瘍効果をmucosoidモデルにて検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Development of plasma ghrelin level as a novel marker for gastric mucosal atrophy after Helicobacter pylori eradication (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori Hideki、Suzuki Hidekazu、Matsuzaki Juntaro、Kameyama Kaori、Igarashi Koji、Masaoka Tatsuhiro、Kanai Takanori
  • 雑誌名: Annals of Medicine 巻: 54 ページ: 170～180
  • DOI: 10.1080/07853890.2021.2024875
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evidence-based clinical practice guidelines for functional dyspepsia 2021 (2022)
  • 著者名/発表者名: Miwa H, Suzuki H（6番目）, Tanaka F, Tominaga K, Futagami S, Hojo M, Mihara H, Higuchi K, Kusano M, Arisawa T, Kato M, Joh T, Mochida S, Enomoto N, Shimosegawa T, Koike K
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 57 ページ: 47～61
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01843-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Risk factors and prediction of bleeding after gastric endoscopic submucosal dissection in patients on anti?thrombotic therapy: newly developed bleeding prediction application software, SAMURAI model (2022)
  • 著者名/発表者名: Hakoda A, Takeuchi T, Kojima Y, Fujiwara Y, Nagami Y, Naito Y, Fukuda S, Koike T, Sugimoto M, Hamada K, Kobara H, Yoshida N, Inaba T, Nagahara A, Koizumi E, Murakami K, Furuta T, Ogasawara N, Isomoto H, Shibagaki K, Kataoka H, Suzuki H, Higuchi K
  • 雑誌名: Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition 巻: 70 ページ: 189～196
  • DOI: 10.3164/jcbn.21-136
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Primary Sclerosing Cholangitis Complicated with Aphthoid Colitis Difficult to Diagnose from IgG4-Related Sclerosing Cholangitis (2022)
  • 著者名/発表者名: Imai Jin、Ichikawa Hitoshi、Kaneko Motoki、Ito Hiroyuki、Takashimizu Shinji、Shirai Takayuki、Tajiri Takuma、Watanabe Norihito、Suzuki Hidekazu
  • 雑誌名: Case Reports in Gastroenterology 巻: 16 ページ: 23～28
  • DOI: 10.1159/000521538
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical and endoscopic characteristics of acute esophageal necrosis and severe reflux esophagitis (2021)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Takeshi、Suzuki Hidekazu、Fukuda Katsuyuki
  • 雑誌名: Medicine 巻: 100 ページ: e27672
  • DOI: 10.1097/MD.0000000000027672
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Questionnaire-Based Survey on the Impact of the COVID-19 Pandemic on Gastrointestinal Endoscopy in Asia (2021)
  • 著者名/発表者名: Otani K, Watanabe T, Higashimori A, Suzuki H, Kamiya T, Shiotani A, Sugimoto M, Nagahara A, Fukudo S, Motoya S, Yamaguchi S, Zhu Q, Chan Francis K.L., Hahm K, Tablante M.C, Prachayakul V, Abdullah M, Ang T. L, Murakami K,The International Gastrointestinal Consensus Symposium Study Group
  • 雑誌名: Digestion 巻: 103 ページ: 7～21
  • DOI: 10.1159/000520287
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Consistency between the endoscopic Kyoto classification and pathological updated Sydney system for gastritis: A cross‐sectional study (2021)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima Osamu、Nishizawa Toshihiro、Yoshida Shuntaro、Matsuno Tatsuya、Odawara Nariaki、Toyoshima Akira、Sakitani Kosuke、Watanabe Hidenobu、Fujishiro Mitsuhiro、Suzuki Hidekazu
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology and Hepatology 巻: 37 ページ: 291～300
  • DOI: 10.1111/jgh.15693
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Decreased anti-parietal cell antibody titer in the advanced phase of autoimmune gastritis (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa Toshihiro、Watanabe Hidenobu、Yoshida Shuntaro、Toyoshima Akira、Kataoka Yosuke、Kanazawa Takamitsu、Yoshizawa Naoto、Ebinuma Hirotoshi、Suzuki Hidekazu、Toyoshima Osamu
  • 雑誌名: Scandinavian Journal of Gastroenterology 巻: 57 ページ: 143～148
  • DOI: 10.1080/00365521.2021.1994642
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole‐genome copy number and immunohistochemical analyses on surgically resected intracholecystic papillary neoplasms (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujisawa Mia、Matsushima Masashi、Carreras Joaquim、Hirabayashi Kenichi、Y. Kikuti Yara、Ueda Takashi、Kaneko Motoki、Fujimoto Ryutaro、Sano Masaya、Teramura Erika、Monma Makiko、Nakae Hirohiko、Suzuki Takayoshi、Suzuki Hidekazu、Nakamura Naoya
  • 雑誌名: Pathology International 巻: 71 ページ: 823～830
  • DOI: 10.1111/pin.13177
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A potential pathogenic association between periodontal disease and Crohn’s disease (2021)
  • 著者名/発表者名: Imai J, Ichikawa H, Kitamoto S, Golob J. L., Kaneko M, Nagata J, Takahashi M, Gillilland M. G., Tanaka R, Nagao-Kitamoto H, Hayashi A, Sugihara K, Bishu S, Tsuda S, Ito H, Kojima S, Karakida K, Matsushima M, Suzuki T, Hozumi K, Watanabe N, Giannobile W. V., Shirai T, Suzuki H, Kamada N
  • 雑誌名: JCI Insight 巻: 6 ページ: e148543
  • DOI: 10.1172/jci.insight.148543
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Long-term cumulative incidence of metachronous advanced colorectal neoplasia after colonoscopy and a novel risk factor: a cohort study (2021)
  • 著者名/発表者名: Omata Fumio、Deshpande Gautam A.、Suzuki Hidekazu、Hayashi Kuniyoshi、Ishii Naoki、Matoba Kohei、Ohmuro Akemi、Rai Fumie、Takashima Misako、Fukuda Katsuyuki、Masuda Katsunori、Kumakura Yasuhisa
  • 雑誌名: European Journal of Gastroenterology Hepatology 巻: 33 ページ: 1341～1347
  • DOI: 10.1097/MEG.0000000000002259
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sitafloxacin for Third-Line Helicobacter pylori Eradication: A Systematic Review (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa Toshihiro、Munkjargal Munkhbayar、Ebinuma Hirotoshi、Toyoshima Osamu、Suzuki Hidekazu
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 10 ページ: 2722～2722
  • DOI: 10.3390/jcm10122722
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Intraoperative Endoscopy in Transient Adult Jejunojejunal Intussusception (2021)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Takeshi、Suzuki Hidekazu、Fukuda Katsuyuki
  • 雑誌名: Case Reports in Gastrointestinal Medicine 巻: 2021 ページ: 1～6
  • DOI: 10.1155/2021/3718089
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clue of Diagnosis for Autoimmune Gastritis (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa Toshihiro、Yoshida Shuntaro、Watanabe Hidenobu、Toyoshima Akira、Kataoka Yosuke、Takahashi Yoshiyuki、Kanazawa Takamitsu、Ebinuma Hirotoshi、Suzuki Hidekazu、Koike Kazuhiko、Toyoshima Osamu
  • 雑誌名: Digestion 巻: 102 ページ: 903～910
  • DOI: 10.1159/000516624
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of endoscopic gastritis based on Kyoto classification between diffuse and intestinal gastric cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima Osamu、Nishizawa Toshihiro、Yoshida Shuntaro、Aoki Tomonori、Nagura Fumiko、Sakitani Kosuke、Tsuji Yosuke、Nakagawa Hayato、Suzuki Hidekazu、Koike Kazuhiko
  • 雑誌名: World Journal of Gastrointestinal Endoscopy 巻: 13 ページ: 125～136
  • DOI: 10.4253/wjge.v13.i5.125
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Risk Factors for Prolonged Hospital Stay after Endoscopy (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa Toshihiro、Yoshida Shuntaro、Toyoshima Osamu、Matsuno Tatsuya、Irokawa Masataka、Arano Toru、Ebinuma Hirotoshi、Suzuki Hidekazu、Kanai Takanori、Koike Kazuhiko
  • 雑誌名: Clinical Endoscopy 巻: 54 ページ: 851～856
  • DOI: 10.5946/ce.2020.292
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Simultaneous gastric cancer and breast cancer metastases to the stomach with lymph node collision tumor: a case report (2021)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Takeshi、Suzuki Hidekazu、Fukuda Katsuyuki
  • 雑誌名: BMC Gastroenterology 巻: 21 ページ: 240
  • DOI: 10.1186/s12876-021-01823-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gastric linitis plastica due to signet-ring cell carcinoma with Krukenberg tumors diagnosed by endoscopic ultrasound-guided fine-needle aspiration (2021)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Takeshi、Suzuki Hidekazu、Fukuda Katsuyuki
  • 雑誌名: Clinical Journal of Gastroenterology 巻: 14 ページ: 994～1003
  • DOI: 10.1007/s12328-021-01387-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Is active exercise effective in preventing metachronous advanced colorectal neoplasm after polypectomy? (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Hidekazu
  • 雑誌名: Digestive Endoscopy 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/den.14161
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Experimental and translational research in gastrointestinal endoscopy, the Japan Gastroenterological Endoscopy Society and perspective (2021)
  • 著者名/発表者名: Isomoto Hajime、Suzuki Hidekazu
  • 雑誌名: Digestive Endoscopy 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/den.14129
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Editorial: An important milestone for systematizing gastroparesis practice (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Hidekazu
  • 雑誌名: United European Gastroenterology Journal 巻: 9 ページ: 285～286
  • DOI: 10.1002/ueg2.12064
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 機能性ディスペプシアの病態研究の進歩：Rome基準も含めて (2021)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 秀和
  • 雑誌名: 自律神経 巻: 58 ページ: 266～272
  • DOI: 10.32272/ans.58.4_266
  • 査読あり
• [雑誌論文] A case of a mixed neuroendocrine-non-neuroendocrine neoplasm of pancreas (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawanishi Aya、Kawashima Yohei、Kodama Toshiki、Yamaji Yoko、Mashiko Taro、Nakano Akira、Masuoka Yoshito、Nakaghori Toshio、Hirabayashi Kenichi、Suzuki Hidekazu、Kagawa Tatehiro
  • 雑誌名: Progress of Digestive Endoscopy 巻: 98 ページ: 145～147
  • DOI: 10.11641/pde.98.1_145
  • 査読あり
• [学会発表] Functional duspepsia:Recent advance in pathophysiology and treatment (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, H
  • 学会等名: The 5th International Symposium of Techniques of Acupuncture-Moxibustion and Tuina
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Early detection and stratification of gastric cancer through stem cell marker and miRNA (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, H
  • 学会等名: Korean Digestive Disease Week (KDDW) 2021
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Short chain fatty acids (SCFAs) derived from gastric non-Helicobacter commensal bacteria could impart stem-cell properties to CD44v9-positive cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsugawa, H., Ueda, T., Mishima, Y., Suzuki, H
  • 学会等名: Digestive Disease Week 2021, Research Forum “H. pylori Pathogenesis and Management”
  • 国際学会
• [学会発表] Overlap Cluster 1: Dyspepsia and GERD (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, H.
  • 学会等名: The Asian Pacific Digestive Disease Week (APDW) 2021, Symposium G5: Overlap Functional GI Disorders
  • 国際学会 / 招待講演