腫瘍血管の正常化によるがん転移の制御

2011 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23659930
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 樋田 京子 北海道大学, 歯学研究科(研究院), 特任准教授 (40399952)
• 研究分担者: 進藤 正信 北海道大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (20162802) ; 樋田 泰浩 北海道大学, 大学病院, 講師 (30399919) ; 大賀 則孝 北海道大学, 歯学研究科(研究院), 特任助教 (40548202)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2013-03-31
• キーワード: 血管新生 / 転移 / がん

研究概要

本研究はがんの血行性転移の初期過程における，がん細胞がの血管内皮への遊走, 接着し，さらには血管内皮を通り抜けて血管内に侵入するintravasationのステップにおいて腫瘍血管内皮の特異性がどのように関わっているのかを検討することが目的である．具体的には，高転移性腫瘍由来血管内皮細胞と低転移性腫瘍由来血管内皮細胞，正常血管内皮細胞を用いて腫瘍細胞に対する接着，走化性などを解析する．腫瘍血管の特異性質のうち転移を促進させる働きのある機構を明らかにして，それらを標的とし腫瘍血管を正常化することによるがん転移の制御を目指すものである．平成23年度は腫瘍血管内皮細胞が転移のステップにおいてがん細胞とどのように相互作用しているのかを明らかにした．がん細胞の内皮への走化性をボイデンチャンバー下室に高転移腫瘍由来の血管内皮ならびに低転移腫瘍由来の血管内皮細胞または正常血管内皮細胞をまき，上室のがん細胞の遊走性を解析した．高転移性の腫瘍血管内皮細胞により多くのがん細胞が遊走した．次に，腫瘍血管内皮細胞と正常血管内皮細胞をコンフルエントに培養し，そのモノレイヤーに対するがん細胞の接着性を解析した．がん細胞は高転移性の腫瘍由来血管内皮に接着した．さらに，血管内皮のmonolayerに対するがん細胞の通過性をTransendothelial migration assay により解析した．高転移性の腫瘍由来血管内皮間を最も多くのがん細胞が通過した．以上より、転移能の高い腫瘍血管内皮細胞はがんの初期ステップにおいて積極的に関わっている可能性が示された．

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

平成23年度の計画はほぼすべて実施できた．さらに高転移性腫瘍由来の血管内皮細胞に特異的な分子を5個同定することができ，その分子の機能解析にまで研究を進めることができている．分子のノックダウンで少し予定より時間がかかったが概ね順調に研究を進めることができている．また，高転移性の血管内皮の性質に関して新たな知見を見出し，論文も発表できた．

今後の研究の推進方策

１）腫瘍血管内皮細胞の肺への集積と転移前ニッチ形成の評価：腫瘍血管内皮細胞ににGFPを遺伝子導入して蛍光ラベルし，マウスの尾静脈から静注する. 肺への生着と転移前ニッチの形成を, GFPを指標として蛍光実体顕微鏡および組織切片で観察する．２）腫瘍細胞の転移前ニッチへの生着の検討：腫瘍血管内皮細胞にGFP, 低転移性腫瘍細胞A375にDsRED遺伝子を導入し標識する. まず, 腫瘍血管内皮細胞をマウス尾静脈から静注して肺に転移前ニッチを形成させ, 次に腫瘍細胞を尾静脈から静注する. 肺を蛍光実体顕微鏡および組織切片で観察し, 腫瘍血管内皮細胞と腫瘍細胞の共存を観察する.３）腫瘍血管内皮細胞の転移前ニッチ形成と腫瘍細胞の転移巣形成の検討：上記２．と同様に腫瘍血管内皮細胞にGFP, 腫瘍細胞にDsRED遺伝子を導入し,腫瘍血管内皮細胞と腫瘍細胞を混合してマウス皮下に接種して腫瘍を形成させる（同所性移植）. 肺転移巣におけるGFPとDsREDを蛍光実体顕微鏡および組織切片で観察し,腫瘍血管内皮細胞と腫瘍細胞の共存を観察する.４）各種血管内皮細胞による転移前ニッチ形成能の違いの検討：低転移性腫瘍細胞A375と高転移性のA375SM 移植腫瘍組織からそれぞれ樹立したA375-EC(LMTEC)とSM-EC(HMTEC), および正常皮膚由来血管内皮細胞NECを用いる. これらの血管内皮細胞にGFP遺伝子を導入して標識を行い， これら血管内皮細胞をマウス尾静脈から静注して肺に転移前ニッチを形成させ, その程度を蛍光顕微鏡および組織切片で観察し評価する. また３．同様に腫瘍細胞にもDsREDを遺伝子導入し, 標識したECと腫瘍細胞を混合してマウス皮下に接種し, 肺転移の差異を評価する.

次年度の研究費の使用計画

H23年度を繰り越した理由：初代培養の細胞を蛍光ラベルさせるためのレンチウイルスベクターの作成を予定よりも種類を増やすことにしたため，そこで時間を余計にかけたため.繰り越し金の使途：蛍光発現ベクターの作成，トランスフェクションのための試薬に用いる予定である．さらに マウスの購入や，転移に関わる分子のPCRに使用予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Biglycan is a specific marker and an autocrine angiogenic factor of tumour endothelial cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto K.
  • 雑誌名: Br J Cancer 巻: 106 ページ: 1214-1223
  • DOI: 10.1038/bjc.2012.59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterogeneity of Tumor Endothelial Cells: Comparison between Tumor Endothelial Cells Isolated from Highly Metastatic and Low Metastatic Tumors (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohga N.
  • 雑誌名: Am J Pathol 巻: 180(3) ページ: 1294-1307
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2011.11.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tumor endothelial cells acquire drug resistance by MDR1 upregulation via VEGF signaling in tumor microenvironment (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyama K.
  • 雑誌名: Am J Pathol 巻: 180(3) ページ: 1283-1293
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2011.11.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tumor-derived microvesicles induce proangiogenic phenotype in endothelial cells via endocytosis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto T., Ohga N., Akiyama K., Hirata N., Kitahara S, Maishi N., Osawa T., Yamamoto K., Kondoh M., Shindoh M., Hida Y., *Hida K
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 ページ: e34045
  • DOI: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclooxygenase-2 inhibition causes antiangiogenic effects on tumor endothelial and vascular progenitor cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Muraki C, Ohga N, Hida Y, Nishihara H, Kato Y, Tsuchiya K, Matsuda K, Totsuka Y, Shindoh M, Hida K.
  • 雑誌名: Int J Cancer 巻: 130 ページ: 59-70
  • DOI: 10.1002/ijc.25976.
  • 査読あり
• [雑誌論文] HuR keeps an angiogenic switch on by stabilizing mRNA of VEGF and COX-2 in tumor endothelium (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurosu T, Hida K et al.
  • 雑誌名: Br J Cancer 巻: 104 ページ: 819-829
  • DOI: 10.1038/bjc.2011.20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual-ligand modification of PEGylated modification of PEGylated liposomes shows better cell selectivity and efficient gene delivery (2011)
  • 著者名/発表者名: Kibria G, Hida K et al.
  • 雑誌名: J Controlled Release 巻: 153 ページ: 141-148
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2011.03.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered angiogenesis in the tumor microenvironment. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hida K, Kawamoto T, Ohga N, Akiyama K, Hida Y, Shindoh M.
  • 雑誌名: Pathol Int 巻: 61 ページ: 630-637
  • DOI: 10.1111/j.1440-1827.2011.02726.x.
  • 査読あり
• [学会発表] 血管内皮細胞の抗がん剤抵抗性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 千里ライフサイエンスセミナー「がんの浸潤・転移と微小環境」(招待講演)
  • 発表場所: 千里ﾗｲﾌｻｲｴﾝｽｾﾝﾀｰ（大阪府）
  • 年月日: 2012年2月24日
• [学会発表] がんの浸潤転移と血管新生 (2012)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 第30回日本口腔腫瘍学会学術大会シンポジウム「口腔癌の浸潤－マクロ・ミクロ・モレキュラー」(招待講演)
  • 発表場所: 大宮ｿﾆｯｸｼﾃｨ（埼玉県）
  • 年月日: 2012年1月26日
• [学会発表] 腫瘍血管内皮細胞の特異性の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 公開シンポジウム「血管を標的とする革新的医薬分子送達法の基盤技術の確立」(招待講演)
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館（北海道）
  • 年月日: 2012年1月12日
• [学会発表] 腫瘍血管内皮細胞の異常性がもたらすがん治療への影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 平成23年度遺伝子病制御研究所共同研究集会、「がん細胞・組織の多様性の出現・維持に関わる微小環境因子」（招待講演）(招待講演)
  • 発表場所: 北海道大学医学部ﾌﾗﾃ会館（北海道）
  • 年月日: 2011年9月6日
• [学会発表] 腫瘍血管特異性の解明と新たな血管新生阻害療法への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 大阪歯科大学大学院50周年記念講演会(招待講演)
  • 発表場所: 大阪歯科大学 楠葉学舎（大阪府）
  • 年月日: 2011年9月2日
• [学会発表] A New Insights into Tumor endothelial cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hida
  • 学会等名: The 5th Meeting of Asian Society of Oral and Maxillofacial Pathology(招待講演)
  • 発表場所: 九州大学医学部百年講堂（福岡県）
  • 年月日: 2011年8月24日
• [学会発表] 腫瘍血管内皮細胞の多様な生物像 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 第27回日本DDS学会学術集会（招待講演）(招待講演)
  • 発表場所: 東京大学本郷ｷｬﾝﾊﾟｽ（東京都）
  • 年月日: 2011年6月9日
• [学会発表] がん組織における血管の特異性の解明と新たな血管新生阻害療法への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 高知大学医学部歯科口腔外科学講座セミナー(招待講演)
  • 発表場所: 高知大学（高知県）
  • 年月日: 2011年6月3日
• [学会発表] Heterogeneity of Tumor Endothelium and Drug Resistance (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会、「血管の多様性～組織発生から疾患におけるダイナミクス」(招待講演)
  • 発表場所: 北海道大学ｸﾗｰｸ会館、学術交流会館（北海道）
  • 年月日: 2011年6月29日
• [学会発表] 腫瘍血管内皮細胞の特異性とその制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: ACCEL in Hokkaido～NSCLCに対するアバスチンの治療戦略～（招待講演）(招待講演)
  • 発表場所: ｱｰﾄﾎﾃﾙｽﾞ札幌（北海道）
  • 年月日: 2011年6月18日
• [学会発表] 癌間質の異常、とくに腫瘍血管の特性と浸潤との関連性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 第100回日本病理学会総会コンパニオンミーティング4「口腔癌の浸潤：外科病理と分子病理の架け橋」(招待講演)
  • 発表場所: ※震災のため中止、誌上発表
  • 年月日: 2011年6月18日
• [学会発表] 腫瘍血管の多様性とがんの転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: Recent Advance in Tumor Angiogenesis 2011(招待講演)
  • 発表場所: ｸﾞﾗﾝﾄﾞﾎﾃﾙ浜松（静岡県）
  • 年月日: 2011年12月3日
• [学会発表] 腫瘍血管新生阻害療法における新たな局面-Lesson from Basic research (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 学会等名: 函館Basic Cancer Forum(招待講演)
  • 発表場所: ﾍﾞﾙｸﾗｼｯｸ函館（北海道）
  • 年月日: 2011年11月24日
• [図書] 血管生物医学事典 (分担執筆） (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋田京子
  • 総ページ数: 500
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考]
  • URL: http://www.den.hokudai.ac.jp/vascular-biology/