癌幹細胞に発現する電位依存性カルシウムチャネルを標的とした胃癌新規治療法の開発

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K09016
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 塩崎 敦 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40568086)
• 研究分担者: 大辻 英吾 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20244600)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 胃十二指腸外科学 / 癌幹細胞 / イオンチャネル

研究実績の概要

まず、ヒト胃癌組織において電位依存性Ca2+チャネルのサブユニットであるCACNA2D1の発現を解析したところ、癌細胞の細胞膜・細胞質に発現が確認され、高発現群の予後が有意に不良であった。次に、ヒト胃癌細胞株MKN7、HGC27にCACNA2D1 siRNAを導入したところ、細胞増殖抑制効果・アポトーシス増強効果、細胞遊走・浸潤能抑制効果を確認した。CACNA2D1 siRNAを導入した細胞株の遺伝子発現変化をmicroarrayにより網羅的に解析したところ、p53、BAX、Bcl2、caspase 3の発現変化を介してアポトーシスシグナル経路が増強されることが解明された。また、これらの結果は、RT-PCRやWestern blottingを用いてvalidationした。更に、シスプラチンによる抗腫瘍効果が、CACNA2D1阻害剤アムロジピンの併用により増強されることをin vitro、in vivoにおいて確認した。
また、胃癌細胞株MKN74から癌幹細胞を抽出し、網羅的遺伝子発現解析からCACNA2D1 とCACNB4が高発現していることを見出し、その阻害剤アムロジピン、ベラパミルの癌幹細胞増殖抑制効果についてまとめ報告した(Ann Surg Oncol. 2021)。同時に、膵癌細胞株PK59から癌幹細胞を抽出し、電位依存性K+チャネルが高発現していることを見出し、その阻害剤4-Aminopyridineの抑制効果についてまとめ報告した(Int J Oncol. 2021)。
一方で、食道癌におけるCLCN2 (Ann Surg Oncol. 2021)、CFTR (Ann Surg Oncol. 2021)、胃癌におけるLRRC8A (Gastric Cancer. 2021)、Na+/K+-ATPase (Gastric Cancer. 2021)、TRPV2 (Ann Surg Oncol. 2022)などのイオン輸送体の機能解析・臨床病理学的意義を解明した。

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

当初の研究計画のうち、ヒト胃癌組織における電位依存性Ca2+チャネルCACNA2D1の発現解析、癌細胞におけるCACNA2D1を介する細胞周期・アポトーシス・細胞浸潤制御機構の解明、MKN74由来癌幹細胞におけるCACNA2D1、CACNB4を介する癌幹細胞特異的な増殖抑制効果の検討、CACNA2D1 siRNAを導入した細胞株のmicroarrayによる網羅的遺伝子発現変化解析、アムロジピン併用によるシスプラチン抗腫瘍効果増強の確認などの基礎実験は、ほぼ終了している。また、消化器癌における種々のイオン輸送体の機能解析も進展しており、研究成果は既に国内外の学会で発表し、英文雑誌にも投稿・掲載されている。現在、術前化学療法施行症例における胃組織内CACNA2D1・癌幹細胞マーカー発現と、化学療法の組織学的効果との相関解析も進行しており、研究目的・研究計画はおおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

次年度以降は、術前化学療法施行症例を中心に胃組織内CACNA2D1・癌幹細胞マーカー発現を同様に解析し、化学療法の組織学的効果との相関について検討する。更に、各種抗癌剤・分子標的治療薬（5FU、パクリタキセル、トラスツズマブ）による抗腫瘍効果が、CACNA2D1阻害剤アムロジピンの併用により増強されるか否かを解析する。また、癌幹細胞におけるCACNA2D1・イオン動態を介する細胞周期・アポトーシス制御機構解明を進めるとともに、in vivoにおけるCACNA2D1制御による皮下腫瘍成長抑制効果、及び抗癌剤併用効果について検討する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] TRPV2 Promotes Cell Migration and Invasion in Gastric Cancer via the Transforming Growth Factor-β Signaling Pathway (2022)
  • 著者名/発表者名: Kato Shunji、Shiozaki Atsushi、Kudou Michihiro、Shimizu Hiroki、Kosuga Toshiyuki、Ohashi Takuma、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: 29 ページ: 2944～2956
  • DOI: 10.1245/s10434-021-11132-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] The expression of the alpha1 subunit of Na+/K+-ATPase is related to tumor development and clinical outcomes in gastric cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Kei、Shiozaki Atsushi、Kosuga Toshiyuki、Shimizu Hiroki、Kudou Michihiro、Ohashi Takuma、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Gastric Cancer 巻: 24 ページ: 1278～1292
  • DOI: 10.1007/s10120-021-01212-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of voltage-gated potassium channels in the maintenance of pancreatic cancer stem cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki Atsushi、Konishi Tomoki、Kosuga Toshiyuki、Kudou Michihiro、Kurashima Kento、Inoue Hiroyuki、Shoda Katsutoshi、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Morimura Ryo、Komatsu Shuhei、Ikoma Hisashi、Toma Atsushi、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 巻: 59 ページ: -
  • DOI: 10.3892/ijo.2021.5256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and Role of CFTR in Human Esophageal Squamous Cell Carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Yoshihisa、Shiozaki Atsushi、Kosuga Toshiyuki、Kudou Michihiro、Shimizu Hiroki、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: 28 ページ: 6424～6436
  • DOI: 10.1245/s10434-021-09752-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] LRRC8A influences the growth of gastric cancer cells via the p53 signaling pathway (2021)
  • 著者名/発表者名: Kurashima Kento、Shiozaki Atsushi、Kudou Michihiro、Shimizu Hiroki、Arita Tomohiro、Kosuga Toshiyuki、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Gastric Cancer 巻: 24 ページ: 1063～1075
  • DOI: 10.1007/s10120-021-01187-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amlodipine and Verapamil, Voltage-Gated Ca2+ Channel Inhibitors, Suppressed the Growth of Gastric Cancer Stem Cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki Atsushi、Katsurahara Keita、Kudou Michihiro、Shimizu Hiroki、Kosuga Toshiyuki、Ito Hiroshi、Arita Tomohiro、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: 28 ページ: 5400～5411
  • DOI: 10.1245/s10434-021-09645-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional Analysis and Clinical Significance of Chloride Channel 2 Expression in Esophageal Squamous Cell Carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Mitsuda Masato、Shiozaki Atsushi、Kudou Michihiro、Shimizu Hiroki、Arita Tomohiro、Kosuga Toshiyuki、Konishi Hirotaka、Komatsu Shuhei、Kubota Takeshi、Fujiwara Hitoshi、Okamoto Kazuma、Kishimoto Mitsuo、Konishi Eiichi、Otsuji Eigo
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: 28 ページ: 5384～5397
  • DOI: 10.1245/s10434-021-09659-8
  • 査読あり
• [学会発表] 胃癌におけるNa+/K+-ATPase発現の意義と機能解析について (2021)
  • 著者名/発表者名: 中村慶、塩﨑敦、工藤道弘、清水浩紀、小菅敏幸、久保秀正、木内純、大橋拓馬、有田智洋、山本有祐、小西博貴、森村玲、栗生宜明、生駒久視、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第121回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 胃癌におけるTRPV2の発現と役割 (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊治、塩﨑敦、工藤道弘、清水浩紀、小菅敏幸、久保秀正、木内純、大橋拓馬、有田智洋、山本有祐、小西博貴、森村玲、栗生宜明、生駒久視、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第121回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 胃癌におけるLeucine-Rich Repeat-Containing protein 8A（LRRC8A）の発現と機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 倉島研人、塩﨑敦、小菅敏幸、清水浩紀、工藤道弘、久保秀正、木内純、大橋拓馬、有田智洋、山本有祐、小西博貴、森村玲、栗生宜明、生駒久視、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第121回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 食道扁平上皮癌でのCFTR（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator）の役割 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松本順久、塩﨑敦、工藤道弘、清水浩紀、小菅敏幸、久保秀正、木内純、大橋拓馬、有田智洋、山本有祐、小西博貴、森村玲、栗生宜明、生駒久視、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第121回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] TNF-α刺激が食道癌幹細胞の癌幹細胞性と機能に与える影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 満田雅人、小菅敏幸、塩﨑敦、清水浩紀、久保秀正、木内純、大橋拓馬、有田智洋、山本有祐、小西博貴、森村玲、栗生宜明、生駒久視、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第121回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] 食道癌幹細胞に高発現するイオン輸送体を標的とした新規治療法の開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 深見知之、工藤道弘、松本順久、塩﨑敦、久保秀正、木内純、大橋拓馬、清水浩紀、有田智洋、山本有祐、小西博貴、森村玲、栗生宜明、生駒久視、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第121回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] ALDH1A1陽性肝癌幹細胞に対するイオンチャネルブロッカーの治療薬としての可能性について (2021)
  • 著者名/発表者名: 倉島研人、塩﨑敦、清水浩紀、工藤道弘、小菅敏幸、生駒久視、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第76回日本消化器外科学会総会
• [学会発表] 胃癌におけるTRPV2の役割:TGF-βシグナル経路を介した遊走能と浸潤能の促進 (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊治、塩﨑敦、工藤道弘、清水浩紀、小菅敏幸、小西博貴、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第76回日本消化器外科学会総会
• [学会発表] 食道扁平上皮癌とCFTR(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)の関係 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松本順久、塩﨑敦、清水浩紀、大橋拓馬、小西博貴、窪田健、藤原斉、岡本和真、岸本光夫、大辻英吾
  • 学会等名: 第76回日本消化器外科学会総会
• [学会発表] 食道扁平上皮癌におけるクロライドチャネル2発現の機能解析と臨床的意義 (2021)
  • 著者名/発表者名: 満田雅人、塩﨑敦、清水浩紀、有田智洋、小西博貴、小松周平、窪田健、藤原斉、岡本和真、大辻英吾
  • 学会等名: 第76回日本消化器外科学会総会
• [学会発表] Gastric cancer stem cells are suppressed by voltage-gated Ca2+ channel inhibitors (2021)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Shiozaki, Keita Katsurahara, Toshiyuki Kosuga, Michihiro Kudou, Hiroki Shimizu, Takuma Ohashi, Tomohiro Arita, Yusuke Yamamoto, Hirotaka Konishi, Ryo Morimura, Yoshiaki Kuriu, Hisashi Ikoma, Takeshi Kubota, Hitoshi Fujiwara, Kazuma Okamoto, Eigo Otsuji
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会
• [学会発表] The expression and role of CACNA2D1 in human gastric cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Inoue, Atsushi Shiozaki, Toshiyuki Kosuga, Hiroki Shimizu, Michihiro Kudou, Tomohiro Arita, Yusuke Yamamoto, Hirotaka Konishi, Ryo Morimura, Yoshiaki Kuriu, Hisashi Ikoma, Takeshi Kubota, Hitoshi Fujiwara, Kazuma Okamoto, Eigo Otsuji
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Colorectal cancer stem cells have resistance to hypotonic shock (2021)
  • 著者名/発表者名: Shunji Kato, Atsushi Shiozaki, Hiroki Shimizu, Michihiro Kudou, Toshiyuki Kosuga, Tomohiro Arita, Yusuke Yamamoto, Hirotaka Konishi, Ryo Morimura, Yoshiaki Kuriu, Hisashi Ikoma, Takeshi Kubota, Hitoshi Fujiwara, Kazuma Okamoto, Eigo Otsuji
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会
• [学会発表] ATP1A1 regulates tumor progression and affects postoperative prognosis in human gastric cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Kei Nakamura, Atsushi Shiozaki, Michihiro Kudou, Hiroki Shimizu, Toshiyuki Kosuga, Tomohiro Arita, Yusuke Yamamoto, Hirotaka Konishi, Ryo Morimura, Yoshiaki Kuriu, Hisashi Ikoma, Takeshi Kubota, Hitoshi Fujiwara, Kazuma Okamoto, Mitsuo Kishimoto, Eigo Otsuji
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 膵癌幹細胞における電位依存性カリウムチャネルの発現機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 塩崎敦 小西智規 小菅敏幸 工藤道弘 清水浩紀 有田智洋 山本有祐 小西博貴 森村玲 栗生宜明 生駒久視 窪田健 藤原斉 岡本和真 大辻英吾
  • 学会等名: 第59回日本癌治療学会学術集会
• [学会発表] 膵癌幹細胞特異的に発現するイオン輸送体の同定と新規標的治療の開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 塩崎敦 小西智規 清水浩紀 久保秀正 木内純 大橋拓馬 有田智洋 山本有祐 小西博貴 森村玲 栗生宜明 生駒久視 窪田健 藤原斉 岡本和真 大辻英吾
  • 学会等名: JDDW2021（第19回消化器外科学会大会）