皮膚癌の微小環境における免疫逃避と進展に関わる細胞外基質の役割の解明

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K08321
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 尾山 徳孝 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (30332927)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 細胞外基質 / ECM1 / 腫瘍浸潤 / 腫瘍転移 / マウスモデル / 間葉転換

研究実績の概要

本研究では、昨年までの検討課題である以下の２項目を主たる目的として、さらに詳細に検討を行ってきた。① extracellular matrix molecule 1 (ECM1) 依存的な皮膚癌の運動機能転換および免疫回避能と連動する癌微小環境の変化を解析し、ECM1の癌間質制御分子としての可能性を検討する、②ECM1分子の挙動と連動する皮膚の細胞外基質を特定し、これらを標的とした新たな皮膚癌の治療応用への展開を模索する。①の目的を達成するため、ECM1欠損マウスに数種類の皮膚由来癌細胞株（有棘細胞癌細胞、黒色腫細胞）を植え付け、癌細胞の局所維持と進展機構の解析を試みた。すなわち、まずはコンベンショナルな手法でECM1遺伝子欠損マウスを作成することに挑戦した。しかしながら、予想されたごとく通常の遺伝子ノックアウト法では全例が胎生期に死亡することが確認された。これにより、ECM1が単なる疾患感受性遺伝子としてではなく、発生学的にも重要な分子であることが確証された。

次の手段として、1) コンディショナルノックアウト法による臓器特異的なECM1欠損状態を作成する手法、さらに2)培養皮膚線維外細胞をsiRNA法を使ってECM1遺伝子のみを欠損させる手法の異なる実験系へ切り替えながら、実験を継続中である。

ECM1遺伝子のノックアウトヒトモデルである皮膚粘膜ヒアリノーシスは、常染色体劣性遺伝形質であるが、胎児致死や生命予後には殆ど影響を及ぼさない遺伝病であることから、今回の結果はマウスのものとは異なることが分かった。ECM1がヒトとマウスの種間で異なる作用を持つ分子である点は、非常にユニークな検討結果である。この視点から、さらにECM1の未知なる生体内機能を模索していく予定である 。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究実績の概要に詳細を述べたように、コンベンショナルな手法でECM1遺伝子欠損マウスを作成することに挑戦したが、全例が胎生期に死亡することが確認された。これにより、 ECM1が単なる癌進展・疾患感受性遺伝子としてではなく、発生学的にも必要不可欠な分子であることが確証されたことは、本分子の単一ヒト遺伝病が存在することからも大きな意義をもった知見と考えられる。

上記の結果をもとに、現在すでにCre-LoxPシステムを用いたコンディショナルノックアウト法で、臓器特異的なECM1欠損状態を作成する手法へ切り替えながら、実験を継続している。すでに遺伝子導入用のベクターの構築は終了しており、導入に向けた精製・分離を行っている。また、これらと並行して、皮膚で担癌状態を作りやすい皮膚癌細胞株の選定が既に完了しており、現在数種類の細胞株を入手して、様々な培養条件で細胞増殖能、分裂能に加え、皮膚へ投与した際の炎症誘導能やそれらにかかる時間を検討している。

さらに、ECM1遺伝子を欠損させた培養皮膚線維芽細胞の樹立にも成功しており、マウス作成が滞っている間、我々の目的を支持できる他の実験系の構築にも取り掛かっている。まだ報告できる結果はでていないが、皮膚のみでECM1の発現を調節することで、胎生致死を回避し、ECM1欠損発癌・担癌マウスの作成へとつなげていく。当初の予定ではすでにECM1欠損マウスを樹立し、それを用いた研究課題を施行している時期であったため、研究計画が若干遅延している状況である。

今後の研究の推進方策

上記で作成し得たECM1遺伝子欠損マウスの皮膚へ、異なる数種の皮膚癌細胞株(有棘細胞癌株: HSCシリーズ, A431, DJM-1/黒色腫細胞株: HMU-1, A375, DEOC-1)を個別に接種する。 癌細胞の皮膚接種部位への生着度、局所での浸潤能や転移能に寄与する上皮－間葉転換EMTや間葉－アメーバ転換MATの運動機能転換レベルの違い(Rac、RhoA/ROCKシグナルの活性化などを含む)、さらには生存率などの変化を評価する 。

これらをもとに、ECM1分子に依存的な皮膚癌の挙動に関わる周辺微小間質の構成変化を検討していく。具体的には、上述したECM1欠損担癌マウスの皮膚と転移組織における間質エフェクター細胞(NK細胞、細胞障害性T細胞、腫瘍随伴マクロファージ、癌関連線維芽細胞など)の数的な変化、組織内の分布を検討する。Laser microdissection法で切り出した癌微小環境ユニットの蛋白変化を網羅的にプロテオーム解析し、癌の生着や転移イベントに感受性の高い間質分子を同定することを予定している。

研究成果

• [雑誌論文] Non-episodic angioedema with eosinophilia developing after influenza vaccination: A case report. (2023)
  • 著者名/発表者名: Uesugi-Uchida S, Fujisaki M, Sekine S, Takenao C, Oyama N, Hasegawa M.
  • 雑誌名: J Dermatol 巻: 50 ページ: e96-e97
  • DOI: 10.1111/1346-8138.16626.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lichen Sclerosus: A Current Landscape of Autoimmune and Genetic Interplay. (2022)
  • 著者名/発表者名: Oyama N, Hasegawa M.
  • 雑誌名: Diagnostics 巻: 6 ページ: 3070
  • DOI: 10.3390/diagnostics12123070.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Intertriginous erythema associated with enfortumab vedotin, a nectin-4-targeting antibody-drug conjugate, in a case with metastatic urothelial cancer: Immunohistochemical evidence for molecular-targeted eruption. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa T, Oyama N, Kasamatsu H, Chino T, Taga M, Hasegawa M.
  • 雑誌名: J Dermatol 巻: 49 ページ: e453-e454
  • DOI: 10.1111/1346-8138.16567.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retrospective evaluation of the utility of two-step surgery for facial basal cell carcinoma and squamous cell carcinoma. (2022)
  • 著者名/発表者名: Iino S, Baba N, Hasegawa T, Kasamatsu H, Oyama N, Tokunaga T, Hasegawa M.
  • 雑誌名: Front Surg 巻: 9 ページ: 915731
  • DOI: 10.3389/fsurg.2022.915731.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The compound LG283 inhibits bleomycin-induced skin fibrosis via antagonizing TGF-β signaling. (2022)
  • 著者名/発表者名: Utsunomiya A, Chino T, Kasamatsu H, Hasegawa T, Utsunomiya N, Luong VH, Matsushita T, Sasaki Y, Ogura D, Niwa SI, Oyama N, Hasegawa M.
  • 雑誌名: Arthritis Res Ther. 巻: 24 ページ: 94
  • DOI: 10.1186/s13075-022-02773-2.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A serum N-glycan profile: a new candidate biomarker for clinical practice of psoriasis (2022)
  • 著者名/発表者名: Kentarou NISHIMURA, Noritaka OYAMA, Takumi HASEGAWA, Hiroshi KASAMATSU, Takenao CHINO, Minoru HASEGAWA
  • 学会等名: 12th Asian Dermatological Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Antifibrotic effects of a calpain inhibitor ALLN on bleomycin-induced systemic sclerosis model via antagonizing TGF-β/Smad signaling pathway. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kasamatsu, Takenao Chino, Takumi Hasegawa, Natsuko Utsunomiya, Akira Utsunomiya, Noritaka Oyama, Masami Yamada, Minoru Hasegawa
  • 学会等名: 51st European Society for Dermatological Research
  • 国際学会
• [学会発表] Blockade of calpain enzymatic activity exerts anti-fibrotic effects in bleomycin-induced systemic sclerosis model mice. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kasamatsu, Takenao Chino, Takumi Hasegawa, Natsuko Utsunomiya, Akira Utsunomiya, Noritaka Oyama, Masami Yamada, Minoru Hasegawa
  • 学会等名: 47th Japanese Society for Investigative Dermatology
  • 国際学会
• [学会発表] 血清中N結合型糖鎖プロファイル分析による 乾癬の新規バイオマーカーの探索 (2022)
  • 著者名/発表者名: 西村健太郎、尾山徳孝、長谷川 巧、笠松宏至、知野剛直、長谷川 稔、徳永貴広、東 清史、斎藤幸一、山田佳太
  • 学会等名: 第50回日本臨床免疫学会総会
• [学会発表] A rare case of clinically aggressive pancreatic panniculitis caused by an occult neuroendocrine tumor in the corresponding organ (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kasamatsu, Noritaka Oyama, Minoru Hasegawa, Youhei Oku, Genki Inoue, Makiko Kimura, Masataka Kanno, Takumi Kawakami, Hajime Ohta, Manabu Yoneshima
  • 学会等名: 6th Eastern Asia Dermatological Congress
  • 国際学会