エネルギー代謝補酵素に着目した胆道癌・膵癌化学療法抵抗性機序の解明

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K15971
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 長岡 克弥 熊本大学, 病院, 助教 (00759524)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 2-オキソグルタル酸 / 胆管癌 / DNA損傷 / アスパラギン酸-β-ヒドロキシラーゼ / 血液バイオマーカー

研究実績の概要

本研究では中間代謝物を補酵素とするタンパク質修飾酵素に着目し、胆道癌・膵癌の化学療法抵抗性とDNA損傷修復経路との関連を解析した。このことにより胆道癌・膵癌患者の化学療法抵抗性の分子機序を明らかにし、新規血液バイオマーカーとしての有用性の検証を行う。
今年度は、予備実験、ならびに前年度の実験結果を踏まえ、クエン酸回路の中間代謝物2-オキソグルタル酸（2-OG)に着目した。同時に、2-OG依存性ジオキシゲナーゼ(2-OGDD)の一 種、アスパラギン酸-β-ヒドロキシラーゼ（ASPH）についても調べた。全身化学療法を受けた肝内胆管癌（ICC）患者の治療直前の血清2-OG値を測定した。治療効果との関連を調べた結果、画像上進行（PD）と判定された患者は、 安定（SD）および部分奏功（PR）と判定された患者と比べ、2-OG値が有意に高かった。胆管癌由来培養細胞を用いた実験では、DNA損傷マーカーγ-H2AX抗体を用いたウエスタンブロッティング（WB）により、2-OG添加またはASPHの過剰発現細胞で は化学療法薬のDNA損傷作用が抑制されることを確認した。加えて、逆にASPHのノックダウンならびに特異的な低分子化合物によるASPHの阻害は、胆管癌細胞に おける化学療法の治療効果を増強することを見出した。加えて、WBによるDNA損傷シグナルの解析の結果、ASPHの過剰発現にてDNA損傷反応に関与する2つの主要な調節因子であるATMとATRの発現は変化しなかったが、ATRの活性化に寄与するATRIP、TopBP1など、いくつかの関連因子の発現に正の相関関係があることがわかった。加えて、2つの前臨床肝内胆管癌モデルにおいて、ASPHを標的とすることで、化学療法の治療効果が向上することを確認した。
以上の成果を英語論文としてまとめ、国際誌Cancer Lettersにて報告した。

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

当初の計画通り、切除不能胆管癌患者で化学療法前1ヶ月以内に採取された血清の蓄積ならびに中間代謝物の測定を遂行できた。また、胆管培養細胞、動物モデルを用いた解析にて、DNA損傷マーカー（γ-H2AX抗体）を用いた解析を行うことで、血清中の代謝物2-OGを補酵素とするアスパラギン酸-β-ヒドロキシラーゼと、化学療法により誘導された DNA損傷の関係の詳細についての解析を完了することができた。また、本成果を論文としてまとめ、国際誌にて報告することができた。

今後の研究の推進方策

上記胆管癌症例に関連する研究につき、当初の予定通り、化学療法治療効果に関連する代謝物として2-OGを同定した。
今後は、現在症例を蓄積中である切除不能膵癌症例・膵癌術前化学療法症例についても解析を行う。胆管癌・膵癌においては現在癌組織により直接的に接している胆汁を用いた解析を進めており、血清と胆汁を用いた解析から、新しい血液バイオマーカーの開発を目指す。

次年度使用額が生じた理由

血清および胆汁中の核酸の網羅的な解析を行う予定であったが、検体数を増やして解析した方が1検体あたりの解析費用が安くなる状況となったことが判明したため、次年度以降にまとめて解析する計画に変更したため。

研究成果

• [国際共同研究] Liver Research Center,ブラウン大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Liver Research Center,ブラウン大学
• [雑誌論文] Elevated 2-oxoglutarate antagonizes DNA damage responses in cholangiocarcinoma chemotherapy through regulating aspartate beta-hydroxylase (2024)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka Katsuya、Bai Xuewei、Liu Dan、Cao Kevin、Mulla Joud、Ji Chengcheng、Chen Hongze、Nisar Muhammad Azhar、Bay Amalia、Mueller William、Hildebrand Grace、Gao Jin-Song、Lu Shaolei、Setoyama Hiroko、Tanaka Yasuhito、Wands Jack R.、Huang Chiung-Kuei
  • 雑誌名: Cancer Letters 巻: 580 ページ: 216493～216493
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2023.216493
• [雑誌論文] Serum Angiopoietin-2 Levels Predict the Development of Hepatocellular Carcinoma following Hepatitis C Virus Eradication Using Direct-Acting Antiviral Agents (2024)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takanori、Matsuura Kentaro、Nagura Yoshihito、Kawamura Hayato、Fujiwara Kei、Ogawa Shintaro、Nagaoka Katsuya、Iio Etsuko、Watanabe Takehisa、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Oncology 巻: - ページ: 1～10
  • DOI: 10.1159/000536154
• [雑誌論文] A novel, small anti-HBV compound reduces HBsAg and HBV-DNA by destabilizing HBV-RNA (2024)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Takehisa、Hayashi Sanae、Zhaoyu Yan、Inada Hiroki、Nagaoka Katsuya、Tateyama Masakuni、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 59 ページ: 315～328
  • DOI: 10.1007/s00535-023-02070-y
• [雑誌論文] Possible Association of Mutations in the MEFV Gene with the Intestinal Phenotype of Beh?et’s Disease and Refractoriness to Treatment (2023)
  • 著者名/発表者名: Furuta Yoki、Gushima Ryosuke、Naoe Hideaki、Honda Munenori、Tsuruta Yuiko、Nagaoka Katsuya、Watanabe Takehisa、Tateyama Masakuni、Fujimoto Nahoko、Hirata Shinya、Miyagawa Eiko、Sakata Komei、Mizuhashi Yumiko、Iwakura Mikako、Murai Masayuki、Matsuoka Masao、Komohara Yoshihiro、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 12 ページ: 3131～3131
  • DOI: 10.3390/jcm12093131
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Wavelength dependence of ultraviolet light inactivation for SARS-CoV-2 omicron variants (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Nahoko、Nagaoka Katsuya、Tatsuno Ichiro、Oishi Hisashi、Tomita Makoto、Hasegawa Tadao、Tanaka Yasuhito、Matsumoto Takahiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 ページ: 9706
  • DOI: 10.1038/s41598-023-36610-6
• [雑誌論文] Clinical usefulness of inside stents in anastomotic biliary strictures after liver transplantation (2023)
  • 著者名/発表者名: Kugiyama Naotaka、Hashigo Shunpei、Nagaoka Katsuya、Watanabe Takehisa、Ushijima Shinya、Uramoto Yukiko、Yoshinari Motohiro、Morinaga Jun、Gushima Ryosuke、Tateyama Masakuni、Tanaka Motohiko、Naoe Hideaki、Sugawara Yasuhiko、Hibi Taizo、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: DEN Open 巻: 4 ページ: e305
  • DOI: 10.1002/deo2.305
• [雑誌論文] Randomized phase I/II study of vascular endothelial growth factor receptor peptide vaccines for patients with hepatocellular carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshimaru Yoko、Nagaoka Katsuya、Tanaka Kentaro、Narahara Satoshi、Inada Hiroki、Kurano Sotaro、Tokunaga Takayuki、Iio Etsuko、Watanabe Takehisa、Setoyama Hiroko、Tateyama Masakuni、Yoshida Koji、Tsunoda Takuya、Nakamura Yusuke、Tanaka Motohiko、Sasaki Yutaka、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/hepr.13995
• [雑誌論文] Serum CXCL10 levels at the start of the second course of atezolizumab plus bevacizumab therapy predict therapeutic efficacy in patients with advanced BCLC stage C hepatocellular carcinoma: A multicenter analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takanori、Kimura Yoshihide、Kusakabe Atsunori、Narahara Satoshi、Tokunaga Takayuki、Nagaoka Katsuya、Kuroyanagi Keita、Kawamura Hayato、Kuno Kayoko、Fujiwara Kei、Nojiri Shunsuke、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 13 ページ: e6876
  • DOI: 10.1002/cam4.6876
• [雑誌論文] Serum inducible protein 10?kDa/C‐X‐C motif chemokine?10 levels predict regression of M2BPGi‐based liver fibrosis after hepatitis?C virus eradication by direct‐acting antiviral agents (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagura Yoshihito、Suzuki Takanori、Matsuura Kentaro、Ogawa Shintaro、Kawamura Hayato、Kuno Kayoko、Fujiwara Kei、Nojiri Shunsuke、Nagaoka Katsuya、Iio Etsuko、Watanabe Takehisa、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 54 ページ: 32～42
  • DOI: 10.1111/hepr.13962
• [学会発表] TET1-mediated 5-hydroxymethylcytosine is involved in hepatocyte apoptosis in alcoholic liver disease progression. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka K, Huang C K., Tanaka Y.
  • 学会等名: JSH International Liver Conference, Tokyo.
  • 国際学会
• [学会発表] A Possible diagnostic marker of mitochondrial dysfunction, AREG, is associated with tumor size in hepatocellular carcinoma. (2023)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Nagaoka, Yuko Hino, Satoshi Narahara, Sotaro Kurano, Kentaro Tanaka, Hiroki Inada, Takayuki Tokunaga, Etsuko Iio, Yoko Yoshimaru, Takehisa Watanabe, Hiroko Setoyama, Hideaki Naoe, Hiromitsu Hayashi, Hideo Baba, Shinjiro Hino, Mitsuyoshi Nakao, Yasuhito Tanaka.
  • 学会等名: APASL Single Topic Conference. Sendai, Miyagi.
  • 国際学会
• [学会発表] INTERFERON-RELATED GENE EXPRESSION CHANGES MEDIATED BY ALPHAFETOPROTEIN IN PATIENTS WHO DEVELOPED HEPATOCELLULAR CARCINOMA AFTER HEPATITIS C VIRUS ERADICATION (2023)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Nagaoka, Masakuni Tateyama, Satoshi Narahara, Sotaro Kurano, Kentaro Tanaka, Hiroki Inada, Takayuki Tokunaga, Etsuko Iio, Yoko Yoshimaru, Takehisa Watanabe, Hiroko Setoyama, Hideaki Naoe, Tanaka Y.
  • 学会等名: American Association for the Study of Liver Disease, Liver meeting 2023, Boston, MA., USA.
  • 国際学会
• [学会発表] ミトコンドリア機能不全がもたらすNAFLD肝組織におけるアンフィレグリン発現増加 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡克弥、渡邊丈久、田中靖人
  • 学会等名: 第109回日本消化器病学会総会 シンポジウム13
• [学会発表] 転写因子・エピゲノム統合解析を用いた肝細胞癌ミトコンドリア機能不全の診断マーカーの同定 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡克弥、渡邊丈久、田中靖人
  • 学会等名: 第59回日本肝臓学会総会 パネルディスカッション4
• [学会発表] HCV排除後肝発癌に寄与するミトコンドリア関連遺伝子群の同定 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡克弥, 大西雅也, 田中靖人
  • 学会等名: 第27回日本肝臓学会大会 シンポジウム11