| 研究課題/領域番号 |
21K19357
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
昆 俊亮 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 講師 (70506641)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| キーワード | 発がん / リンパ行性転移 / 内皮間葉転換 |
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| 研究実績の概要 |
悪性化したがん細胞は血行性もしくはリンパ行性に転移し、遠隔臓器に生着することが癌の主たる死因である。がん細胞の血行性転移に関する知見は蓄積してきたが、リンパ行性転移の実態は不明な点が多い。そこで本研究では、我々の研究グループで作出したリンパ指行性に転移するde novo発がんマウスを用いて、がん細胞のリンパ行性転移機構の解明に取り組んだ。まず、小腸のリンパ管構造である乳糜管の様子を観察したところ、腫瘍の進展に伴って、経時的に乳糜管が退行することを明らかにした。続いて、オイルレッドを用いて、腫瘍部位における乳糜管の機能を検討した結果、正常部に比べて腫瘍部でオイルレッドの吸収率が顕著に低下していたことから、機能的なリンパネットワークが消失することが示唆された。そこで、腫瘍発生部位におけるリンパ管内皮細胞の性状の変化を評価するため、空間的遺伝子発現解析を実施した。その結果、内皮-間葉転換(EndMT;Endothelial-to-Mesenchymal Transition)のマーカー分子が腫瘍部で著増することを見出した。そこで、EndMTマーカーであるTransgelinの免疫染色を行った結果、がん細胞に近接するリンパ管内皮細胞でTransgelinの発現増加が認められた。これらの結果より、がん細胞はリンパ管内皮細胞にEndMTを誘導することによりリンパ管構造を脆弱化し、リンパ管内に侵襲することが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
我々の研究グループは、マウス腸管において、APC欠損下で活性化Ras変異をモザイク誘導すると、がん変異細胞の一部が基底膜へとびまん性に浸潤し、絨毛上部間質内で包巣を形成することを以前に見出した(de novo型発がん)。また、がん発生20日後には粘膜下層部までがん細胞は浸潤し、血管ではなくリンパ管特異的に侵襲し、de novo発がんしたマウス全てにおいて腸管膜リンパ節への転移が認められた。そこで、がん細胞産生から腫瘍形成に至るまでの小腸リンパ管である乳糜管の構造変化を観察するため、腸管のwhole mount染色を行った結果、腫瘍の進展に伴って乳糜管は退行することを見出した。また、乳糜管の機能的変化を検討するためオイルレッドの吸収実験を行い、正常部位に比して腫瘍ではオイルレッドの吸収率が顕著に低下することを明らかにした。続いて、乳糜管退行の機序を解明すべく空間的遺伝子発現解析であるVisiumを実施したところ、腫瘍においてEndMTのマーカー分子が複数発現増加することを突き止めた。そこで、EndMTマーカーであるTransgelinやα-SMAの免疫染色を行った結果、de novoがん細胞に近接するリンパ管内皮細胞でこれらの発現が顕著に増加していた。並行して、de novo発がんしたマウスよりがん細胞株を樹立し、この細胞のマウス角膜への移植系を構築した。その結果、角膜に生着したがん細胞に近接するリンパ管内皮細胞でEndMT分子の発現増加が認められた。これらの結果より、de novoがん細胞はリンパ管内皮細胞にEndMTを誘導し、リンパ管構造を破綻させることによってリンパ管内に侵襲することが示唆された。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究成果より、APC/Rasの変異蓄積によって産生される高悪性度のがん細胞はリンパ管内皮細胞にEndMTを誘導し、脆弱化したリンパ管内に侵襲することが考えられた。今後、EndMTのイベントががん細胞のリンパ行性転移に実際に寄与するかを検討するため、その分子論的なメカニズムの解明に精力的に取り組む。そのために、single cell RNAseq解析を行い、腫瘍部位でのリンパ管内皮細胞の発現情報を網羅的に取得する。そして、EndMTに関連し得る候補分子を洗い出し、それらの機能的重要性を検討するために、ゲノム編集法により活性を低下させた時のEndMT誘導やがん細胞のリンパ管侵襲への影響を検討する予定である。これらの研究結果から最終的にはEndMT誘導因子を決定し、これらの誘導因子を阻害した時のがん細胞のリンパ管内への侵襲率、がん細胞の腸管膜リンパ節への転移率、さらにはマウスの長期生存率を定量することにより、がん細胞のリンパ管侵襲におけるEndMTの重要性を評価する。また、本研究にて立ち上げたがん細胞のマウス角膜への移植系を用いて、がん細胞がリンパ管内へと侵襲する様子を生体イメージングする。具体的には、リンパ管内皮細胞のレポーターマウス(Prox1-tdTomatoトランスジェニックマウス)の角膜にがん細胞を移植し、がん細胞がリンパ管内へと侵襲する様子をタイムラプス観察する予定である。
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