骨髄癌幹細胞を核とする癌骨転移の成立・進展メカニズムの解析

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21390505
• 研究機関: 松本歯科大学
• 研究代表者: 平賀 徹 松本歯科大学, 歯学部, 准教授 (70322170)
• 研究分担者: 細矢 明宏 松本歯科大学, 歯学部, 講師 (70350824) ; 二宮 禎 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 講師 (00360222) ; 小林 泰浩 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (20264252)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 癌 / 癌幹細胞 / 骨転移

研究概要

本年度は、癌幹細胞画分とされるside population細胞（SP細胞）を中心に、生物学的形質、遺伝子発現、腫瘍形成能および骨転移能について検討を行った。
1. 癌幹細胞の自己複製能：主としてヒト乳癌細胞株MDA-MB-231細胞から単離したSP細胞を用いて、癌幹細胞の自己複製能について検討を行った。SP細胞を2週間培養の後、再度SPの解析を行った。その結果、SP細胞とNSP細胞の両方が存在していることが明らかとなり、SP細胞の自己複製能および分化能が示唆された。
2. 癌幹細胞の遺伝子発現解析：MDA-MB-231 SP細胞の遺伝子発現について、マイクロアレイ法にてnon-SP（NSP）細胞との比較解析を行った。その結果、SP細胞では、ATP-binding cassette, sub-family G, member 2 (ABCG2)の発現上昇が認められた。これを支持する結果として、MDA-MB-231細胞をABCG2の阻害剤であるfumitremorgin Cで処理した場合、SP細胞の著明な減少が認められた。
3. 癌幹細胞の腫瘍形成能と骨転移能：MDA-MB-231 SP細胞の腫瘍形成能をヌードマウス乳腺内移植モデルを用い検討した結果、NSP細胞と有意な差は認められなかった。しかし、腫瘍増殖はSP細胞で亢進していた。次に、同細胞の骨転移能をヌードマウス左心室内移植モデルを用い検討した結果、こちらもNSP細胞と比較して有意な差は認められなかった。また、骨転移巣におけるSP細胞の割合を検討したところ、培養細胞および乳腺内腫瘍との間に差を認めなかった。
以上の結果から、SP細胞は一部の癌幹細胞様形質を示すものの、骨転移形成能に関してはNSP細胞と差がないことが示された。今後は、他の細胞、および他の癌幹細胞マーカーを用いた更なる詳細な検討が必要と思われる。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Osteoprotegerin-deficient male mice as a model for severe alveolar bone loss: Comparison with RANKL-overexpressing transgenic male mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Koide M et al.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 190 ページ: 773-782
  • DOI: 10.1210/en.2012-1928
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systemic circulation and bone recruitment of osteoclast precursors tracked by using fluorescent imaging techniques. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotani M et al.
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 190 ページ: 605-612
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1201345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Wnt signals in bone resorption during physiological and pathological states. (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda K et al.
  • 雑誌名: J Mol Med (Berl) 巻: 91 ページ: 15-23
  • DOI: 10.1007/s00109-012-0974-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced bone-forming activity of side population cells in the periodontal ligament. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ninomiya T et al.
  • 雑誌名: Cell Transplant 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: 10.3727/096368913X663587
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of heparan sulfate proteoglycans surrounding osteoblast lineage cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H, Yukita A, Ninomiya T, HosoyaA, Hiraga T.
  • 雑誌名: J Oral Biosci 巻: 54(1) ページ: 43-47
  • DOI: DOI:10.1016/j.job.2012.01.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thy-1-positive cells in the subodontoblastic layer possess high potential to differentiate into hard tissue-forming cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hosoya A, Hiraga T, Ninomiya T, Yukita A, Yoshiba K, Yoshiba N, Takahashi M, Ito S, Nakamura H.
  • 雑誌名: Histochem Cell Biol 巻: 137(6) ページ: 733-42
  • DOI: DOI:10.1007/s00418-012-0928-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bone-derived IGF mediates crosstalk between bone and breast cancer cells in bony metastases. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiraga T, Myoui A, Hashimoto N, Sasaki A, Hata K, Morita Y, Yoshikawa H, Rosen CJ, Mundy GR, Yoneda T.
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 72(16) ページ: 4238-49
  • DOI: DOI:10.1158/0008-5472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wnt5a-Ror2 signaling between osteoblast-lineage cells and osteoclast precursors enhances osteoclastogenesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Maeda K, Kobayashi Y, Udagawa N, UeharaS, Ishihara A, Mizoguchi T, Kikuchi Y, Takada I, Kato S, Kani S, Nishita M, Marumo K, Martin TJ, Minami Y, Takahashi N.
  • 雑誌名: Nat Med 巻: 18(3) ページ: 405-12
  • DOI: DOI:10.1038/nm.2653
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1α,25-Dihydroxyvitamin D3 inhibits osteoblastic differentiation of mouse periodontal fibroblasts. (2012)
  • 著者名/発表者名: Chen YC et al.
  • 雑誌名: Arch Oral Biol 巻: 57 ページ: 453-459
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2011.10.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expressional alterations of fibrillin-1 during wound healing of human dental pulp. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshiba N et al.
  • 雑誌名: J Endod 巻: 38 ページ: 177-184
  • DOI: 10.1016/j.joen.2011.09.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] The molecular chaperone Hsp47 is essential for cartilage and endochondral bone formation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Masago Y et al.
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 125 ページ: 1118-1128
  • DOI: 10.1242/jcs.089748
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubc9 negatively regulates BMP-mediated osteoblastic differentiation in cultured cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukita A et al.
  • 雑誌名: Bone 巻: 50 ページ: 1092-1099
  • DOI: 10.1016/j.bone.2012.02.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two distinct processes of bone-like tissue formation by dental pulp cells after tooth transplantation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hosoya A et al.
  • 雑誌名: J Histochem Cytochem 巻: 60 ページ: 861-873
  • DOI: 10.1369/0022155412459741
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical analysis of two stem cell markers of α-smooth muscle actin and STRO-1 during wound healing of human dental pulp. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshiba N et al.
  • 雑誌名: Histochem Cell Biol 巻: 138 ページ: 583-592
  • DOI: 10.1007/s00418-012-0978-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tetracyclines convert the osteoclastic-differentiation pathway of progenitor cells to produce dendritic cell-like cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kinugawa S et al.
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 188 ページ: 1772-1781
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1101174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Daily administration of eldecalcitol (ED-71), an active vitamin D analog, increases bone mineral density by suppressing RANKL expression in mouse trabecular bone. (2012)
  • 著者名/発表者名: Harada S et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 巻: 27 ページ: 461-473
  • DOI: 10.1002/jbmr.555
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon nanotubes induce bone calcification by bidirectional interaction with osteoblasts. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu M et al.
  • 雑誌名: Adv Mater 巻: 24 ページ: 2176-2185
  • DOI: 10.1002/adma.201103832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fos plays an essential role in the upregulation of RANK expression in osteoclast precursors within the bone microenvironment. (2012)
  • 著者名/発表者名: Arai A et al.
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 125 ページ: 2910-2917
  • DOI: 10.1242/jcs.099986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spleen serves as a reservoir of osteoclast precursors through vitamin D-induced IL-34 expression in osteopetrotic op/op mice. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamichi Y et al.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 109 ページ: 10006-10011
  • DOI: 10.1073/pnas.1207361109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of SUMOylation factors and Osterix in odontoblast lineage cells during dentin formation and regeneration.
  • 著者名/発表者名: Hosoya A, Yukita A, Ninomiya T, Hiraga T, Yoshiba K, Yoshiba N, Kasahara E, Nakamura H.
  • 雑誌名: Histochem Cell Biol 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1007/s00418-013-1076-y
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular chaperone Hsp47 is essential for cartilage and endochondral bone formation.
  • 著者名/発表者名: Masago Y et al.
  • 学会等名: Join Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [学会発表] Spleen serves as a reservoir of osteoclast precursors through IL-34 expression in op/op mice.
  • 著者名/発表者名: Nakamichi Y et al.
  • 学会等名: 4th International Conference on Osteoimmunology
  • 発表場所: Corfu, Greece
• [学会発表] 象牙芽細胞分化過程におけるSUMO化修飾因子とOsterixの局在
  • 著者名/発表者名: 細矢 明宏ら
  • 学会等名: 第136回 日本歯科保存学会 平成24年度春季大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県）
• [学会発表] ダイナミン阻害剤は破骨細胞のアクチンリング形成を抑制する
  • 著者名/発表者名: 上原 俊介ら
  • 学会等名: 第74回 松本歯科大学学会
  • 発表場所: 松本歯科大学（長野県）
• [学会発表] ラクトフェリンの細胞分化調節機能
  • 著者名/発表者名: 二宮 禎ら
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都）
• [学会発表] Wnt5a-Ror2シグナルは関節炎に伴う骨破壊を増悪する
  • 著者名/発表者名: 小林 泰浩ら
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都）
• [学会発表] ダイナミン阻害剤ダイナソアはアクチンリング形成を阻害する
  • 著者名/発表者名: 上原 俊介ら
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都）
• [学会発表] 癌幹細胞マーカーCD44は癌細胞の造腫瘍能，細胞運動能，基質形成能の亢進を介して骨転移を促進する
  • 著者名/発表者名: 平賀 徹ら
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都）
• [学会発表] M-CSF欠損op/opマウスにおいて、脾臓は破骨細胞前駆細胞の貯蔵庫として機能する：破骨細胞形成におけるIL-34の新しい役割
  • 著者名/発表者名: 中道 裕子ら
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都）
• [学会発表] 抗RANKL抗体によるOPG遺伝子欠損マウスの歯槽骨吸収の抑制効果
  • 著者名/発表者名: 小出 雅則ら
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都）
• [学会発表] FKBP5の骨組織における局在とデキサメタゾン応答に対する制御
  • 著者名/発表者名: 雪田 聡ら
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都）
• [学会発表] コラーゲンゲルを用いたヒト間葉系幹細胞HMS0014の分化誘導実験
  • 著者名/発表者名: 中塚 美智子ら
  • 学会等名: 第10回 日本再生歯科医学会
  • 発表場所: ニチイ学館 神戸ポートアイランドセンター（兵庫県）
• [学会発表] SUMO化修飾因子の象牙質形成および再生過程における局在
  • 著者名/発表者名: 細矢 明宏ら
  • 学会等名: 第10回 日本再生歯科医学会
  • 発表場所: ニチイ学館 神戸ポートアイランドセンター（兵庫県）
• [学会発表] Wnt5a-Ror2 signals boosts bone destruction in arthritis
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y et al.
  • 学会等名: 1st Asia-pacific bone and mineral research meeting, 22nd Annual scientific meeting Austrian & New Zealand bone & mineral Society
  • 発表場所: Perth, Australia
• [学会発表] Wnt5a-Ror2シグナルによる破骨細胞分化制御機構
  • 著者名/発表者名: 小林 泰浩ら
  • 学会等名: 第54回 歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 奥羽大学（福島県）
• [学会発表] マウス歯髄におけるプロテオグリカン局在の検討
  • 著者名/発表者名: 雪田 聡ら
  • 学会等名: 第54回 歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 奥羽大学（福島県）
• [学会発表] 分化直後の象牙芽細胞に局在するSUMO化修飾因子とOsterix
  • 著者名/発表者名: 細矢 明宏ら
  • 学会等名: 第54回 歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 奥羽大学（福島県）
• [学会発表] ラット炎症歯髄に対する薬物輸送担体の遺伝子発現解析
  • 著者名/発表者名: 大倉 直人ら
  • 学会等名: 第54回 歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 奥羽大学（福島県）
• [学会発表] ラクトフェリンは細胞分化を制御し、卵巣摘出ラットの骨量減少を抑制する
  • 著者名/発表者名: 二宮 禎ら
  • 学会等名: 第54回 歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 奥羽大学（福島県）
• [学会発表] コラーゲンゲルにおけるHMS0014間葉系細胞の三次元培養による硬組織形成能の評価
  • 著者名/発表者名: 中塚 美智子ら
  • 学会等名: 第54回 歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 奥羽大学（福島県）
• [学会発表] 癌幹細胞マーカーCD44の乳癌骨転移に対する機能的役割
  • 著者名/発表者名: 平賀 徹
  • 学会等名: 第71回 日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 札幌市教育文化会館 （北海道）
• [学会発表] The cancer stem cell marker CD44 promotes bone metastasis of breast cancer by enhancing tumorigenicity, cell motility, and matrix production.
  • 著者名/発表者名: Hiraga T et al.
  • 学会等名: 34th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Minneapolis, MN, USA
• [学会発表] c-Fos plays an essential role in up-regulation of RANK expression in osteoclast precursors.
  • 著者名/発表者名: Arai A et al.
  • 学会等名: 34th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Minneapolis, MN, USA
• [学会発表] Tetracyclines inhibit osteoclast differentiation by converting the differentiation pathway from osteoclasts to dendritic cells.
  • 著者名/発表者名: Koide M et al.
  • 学会等名: 34th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Minneapolis, MN, USA
• [学会発表] Dynasore rapidly disrupts podosome belts in polarized osteoclasts.
  • 著者名/発表者名: Uehara S et al.
  • 学会等名: 34th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Minneapolis, MN, USA
• [学会発表] An experiment on in vitro bone tissue formation by HMS0014 human mesenchymal cells cultured on surface modified titanium plates.
  • 著者名/発表者名: Nakatsuka M et al.
  • 学会等名: International Conference on Progress in Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] 破骨細胞形成におけるM-CSF/RANKL/IL-34のそれぞれの役割
  • 著者名/発表者名: 中道 裕子ら
  • 学会等名: 第75回松本歯科大学学会
  • 発表場所: 松本歯科大学（長野県）
• [学会発表] Origin of bone-like tissues in dental pulp after tooth transplantation.
  • 著者名/発表者名: Hosoya A et al.
  • 学会等名: The 60th Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター（新潟）
• [図書] がん骨転移治療 －ビスホスホネート治療によるBone Management－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 平賀 徹 （高橋 俊二 編、分担執筆）
  • 総ページ数: 242
  • 出版者: 先端医学社