肝細胞のがん化における細胞間相互作用を介した星細胞の役割

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22H03061
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 大阪公立大学
• 研究代表者: 河田 則文 大阪公立大学, 大学院医学研究科, 教授 (30271191)
• 研究分担者: 松原 三佐子 大阪公立大学, 大学院獣医学研究科, 准教授 (00635120) ; LE THITHANHTHUY 大阪公立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (10572175) ; HOANG HAI 大阪公立大学, 大学院医学研究科, 研究員 (60623246)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 星細胞 / 肝線維化 / Cytoglobin / コラーゲン / TGF-β / ROS

研究実績の概要

2022年度には、ジエチルニトロサミン（DEN）を用いたin vivo肝発がんモデルを完成させ、DEN処理肝から単離した非実質細胞をシングルセルRNAシーケンス解析した。CellMarkers2.0データベースの特徴的マーカーを用いて、DEN処理したWTまたはKO腫瘍および非腫瘍サンプルの統合データを細胞アノテーションすることにより、10種類の細胞種が同定された。2023年度は、Nichnet解析による細胞間相互作用の解析を行った。静止期造血幹細胞、活性化造血幹細胞、胆管細胞、Kupffer細胞、好中球、T-NK細胞、腫瘍関連マクロファージ（TAM）から、LSECの受容体と相互作用するリガンドを同定した。我々はまず、WTとCygb-KOの造血幹細胞とLSECの相互作用に注目した。WTでは、造血幹細胞のC3リガンドとLSECのその受容体C5ar2との相互作用が有力的であり、さらにマウス肝臓から単離した初代細胞でも検証した。C3リガンドは肝細胞、造血幹細胞、免疫細胞で高発現しており、一方、C5ar2受容体はLSECで高発現していた。C3リガンドおよびその受容体C5ar2のmRNA発現レベルは、344人の肝細胞癌患者の肝細胞癌生存率と正の相関を示した。
Cygb-KO肝臓の場合、これらの細胞間の相互作用は、WT肝臓とは異なっていた。造血幹細胞とLSECの相互作用を調べたところ、造血幹細胞のSerping1リガンドとLSECのその受容体Selpの相互作用が最も効果的であった。Cygb-KOマウスの組織では、Serping1リガンドがWTマウスに比べて増加していた。さらに、初代分離細胞を用いて調べたところ、造血幹細胞-KOではSerping1が有意に高発現していた。さらに、Cygb-KOマウスの組織では、受容体Selpの発現がWTマウスに比べて上昇していた。これらの因子のmRNA発現を344例の肝細胞癌患者の生存率と比較したところ、強い正の相関が認められた。

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

我々が同定した10種類の細胞種のうち、LSECが最も大きな細胞集団であったため、まず研究の対象をLSECとした。DEG解析の結果、LSECにおける遺伝子発現は、WTと比較するとKOでは合計381種類異なっていた。興味深いことに、細胞間相互作用解析にNicheNetを用いたところ、Cygb-KOニッチにおける上位20の相互作用が、WTとは異なることが判明した。各受容体-リガンドをスクリーニングし、組織および細胞レベルでの発現を検証した結果、LSECでは増殖因子、ケモカイン、接着分子、II型インターフェロンシグナル伝達経路に関連する遺伝子の発現が上昇していることがわかった。造血幹細胞とLSEC間の多数のリガンド-受容体相互作用は興味深く、さらなる解析が必要である。

今後の研究の推進方策

この研究結果から、造血幹細胞由来のC3、Serpring1を含む2つのリガンドとそれぞれC5ar2とSelpを含む2つのレセプターが、肝腫瘍微小環境のLSECにおいて潜在的な役割を担うことが明らかとなった。次に、肝細胞癌患者と非肝細胞癌患者の血清中のこれらの因子の測定を行う予定である。これらの因子をin vitroおよびin vivoで中和または阻害などの制御を行い、肝腫瘍形成をどのように促進または抑制するのかについて検討する。さらに
クッパー細胞、好中球、T/NK細胞、TAM細胞とLSECとの相互作用をさらに検討する。特に、肝腫瘍の発生における免疫細胞の役割は興味深い。WTニッチ由来のT/NK細胞は、Hmgb2-Dab2とXcl1-Gpr4軸を介してのみLSECと相互作用するが、Cygb-KO由来のT/NK細胞は、Apoa1-Cd36、Apob-Cd36、Calm1-Rpsa、Ccl5-Insr、Kng1-F2r、Trf-Fzd4軸を含む多くの細胞間相互作用を示した。これらの相互作用を検証し、肝発癌に関与する重要な因子を明らかにする予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Recent Advances in the Pathogenesis and Clinical Evaluation of Portal Hypertension in Chronic Liver Disease. (2024)
  • 著者名/発表者名: Kotani K, Kawada N
  • 雑誌名: Gut Liver 巻: 18 ページ: 27-39
  • DOI: 10.5009/gnl230072
• [雑誌論文] Increased spine bone density in patients with chronic hepatitis B switched to tenofovir alafenamide: A prospective, multinational study. (2024)
  • 著者名/発表者名: Ogawa E, Jun DW, Toyoda H, Hsu YC, Yoon EL, Ahn SB, Yeh ML, Do S, Trinh HN, Takahashi H, Enomoto M, Kawada N, Yasuda S, Tseng CH, Kawashima K, Lee HA, Inoue K, Haga H, Do AT, Maeda M, Hoang JH, Cheung R, Ueno Y, Eguchi Y, Furusyo N, Yu ML, Tanaka Y, Nguyen MH
  • 雑誌名: Aliment Pharmacol Ther 巻: 59 ページ: 239-248
  • DOI: 10.1111/apt.17785
• [雑誌論文] C-CAT's triumph in gastroenterology: the wisdom of cats is infinitely superior. (2024)
  • 著者名/発表者名: Enomoto M, Odagiri N, Rinka K, Maruyama H, Shimamoto Y, Ishikawa-Kakiya Y, Fujiwara Y, Kawada N, Yashiro M
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 59 ページ: 157-158
  • DOI: 10.1007/s00535-023-02061-z
• [雑誌論文] Transcriptomics of a cytoglobin knockout mouse: Insights from hepatic stellate cells and brain. (2024)
  • 著者名/発表者名: Porto E, De Backer J, Thuy LTT, Kawada N, Hankeln T
  • 雑誌名: J Inorg Biochem 巻: 250 ページ: 112405
  • DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2023.112405
• [雑誌論文] Cytoglobin functions as a redox regulator of melanogenesis in normal epidermal melanocytes. (2024)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Sato-Matsubara M, Tsuruta D, Tanaka H, Kadono C, Sugawara K, Kawada N, Wakamatsu K, Ito S, Yoshizato K.
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res 巻: 37 ページ: 276-285
  • DOI: 10.1111/pcmr.13146
• [雑誌論文] Poorly Differentiated Hepatocellular Carcinoma Cells Avoid Apoptosis by Interacting with T Cells via CD40-CD40L Linkage. (2024)
  • 著者名/発表者名: Ngo HV, Thanh Le TT, Vu HN, Hoang H, Ikenaga H, Sato-Matsubara M, Uchida-Kobayashi S, Urushima H, Nguyen KV, Nguyen HT, Shinkawa H, Kubo S, Ohtani N, Enomoto M, Tamori A, Kawada N
  • 雑誌名: Am J Pathol 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2024.03.004
• [雑誌論文] Hepatitis B surface antigen glycan isomer is a predictor of the development of hepatocellular carcinoma during nucleoside/nucleotide analog therapy. (2024)
  • 著者名/発表者名: Kozuka R, Enomoto M, Yukawa-Muto Y, Odagiri N, Kotani K, Motoyama H, Kawamura E, Hagihara A, Fujii H, Uchida-Kobayashi S, Kawada N
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/hepr.14016
• [雑誌論文] Clinical Outcomes in Biopsy-Proven Nonalcoholic Fatty Liver Disease Patients: A Multicenter Registry-based Cohort Study. (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Iwaki M, Hayashi H, Toyoda H, Oeda S, Hyogo H, Kawanaka M, Morishita A, Munekage K, Kawata K, Yamamura S, Sawada K, Maeshiro T, Tobita H, Yoshida Y, Naito M, Araki A, Arakaki S, Kawaguchi T, Noritake H, Ono M, Masaki T, Yasuda S, Tomita E, Yoneda M, Kawada N, Tokushige A, Kamada Y, et al.
  • 雑誌名: Clin Gastroenterol Hepatol 巻: 21 ページ: 370-379
  • DOI: 10.1016/j.cgh.2022.01.002
• [雑誌論文] New Era of Immune-Based Therapy in Intrahepatic Cholangiocarcinoma. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawamura E, Matsubara T, Kawada N
  • 雑誌名: Cancers (Basel) 巻: 15 ページ: 3993
  • DOI: 10.3390/cancers15153993
• [雑誌論文] Recent updates on the role of the gut-liver axis in the pathogenesis of NAFLD/NASH, HCC, and beyond. (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohtani N, Kamiya T, Kawada N
  • 雑誌名: Hepatol Commun 巻: 7 ページ: e0241
  • DOI: 10.1097/HC9.0000000000000241
• [雑誌論文] Real-world treatment outcome with protease inhibitor direct-acting antiviral in advanced hepatitis C cirrhosis: a REAL-C study. (2023)
  • 著者名/発表者名: Wong YJ, Tran S, Huang CF, Hsu YC, Preda C, Toyoda H, Liu J, Jun DW, Landis C, Huang DQ, Gila A, Negoita L, Yasuda S, Tseng CH, Tsai PC, Uojima H, Nozaki A, Chuma M, Atsukawa M, Ishigami M, Itokawa N, Iio E, Lam CP, Watanabe T, Asai A, Yokohama K, Abe H, Enomoto M, Kawada N, Tamori A, Lee DH, Jun MJ, et al.
  • 雑誌名: Hepatol Int 巻: 1 ページ: 110-1161
  • DOI: 10.1007/s12072-023-10547-4
• [雑誌論文] Posttreatment liver function, but not baseline liver function, stratifies patient survival after direct-acting antiviral treatment in decompensated cirrhosis with hepatitis C virus. (2023)
  • 著者名/発表者名: Tahata Y, Hikita H, Mochida S, Enomoto N, Ido A, Kuroda H, Miki D, Kurosaki M, Hiasa Y, Sakamori R, Kawada N, Yamashita T, Suda G, Yatsuhashi H, Yoshiji H, Kato N, Takami T, Nakao K, Matsuura K, Asahina Y, Itoh Y, Tateishi R, Nakamoto Y, et al.
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 58 ページ: 1211-1221
  • DOI: 10.1007/s00535-023-02039-x
• [雑誌論文] Prevalence and associated metabolic factors of nonalcoholic fatty liver disease in the general population from 2014 to 2018 in Japan: A large-scale multicenter retrospective study. (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Suzuki Y, Sawada K, Tatsuta M, Maeshiro T, Tobita H, Tsutsumi T, Akahane T, Hasebe C, Kawanaka M, Kessoku T, Eguchi Y, Syokita H, Nakajima A, Kamada T, Yoshiji H, Kawaguchi T, Sakugawa H, Morishita A, Masaki T, Ohmura T, Watanabe T, Kawada N, Yoda Y, Enomoto N, Ono M, Fuyama K, et al.
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: 53 ページ: 1059-1072
  • DOI: 10.1111/hepr.13947
• [雑誌論文] Short-term hepatocyte function and portal hypertension outcomes of sofosbuvir/velpatasvir for decompensated hepatitis C-related cirrhosis. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kotani K, Enomoto M, Uchida-Kobayashi S, Tamori A, Yukawa-Muto Y, Odagiri N, Motoyama H, Kozuka R, Kawamura E, Hagihara A, Fujii H, Kageyama K, Yamamoto A, Yoshida A, Higashiyama S, Kawabe J, Kawada N
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 58 ページ: 394-404
  • DOI: 10.1007/s00535-023-01963-2
• [雑誌論文] Methylated SEPT9 assay-based liquid biopsy as a biomarker in molecular targeted agent-treated hepatocellular carcinoma. (2023)
  • 著者名/発表者名: Saeki I, Suehiro Y, Yamauchi Y, Hoshida T, Tanabe N, Oono T, Kawamoto D, Nishimura T, Matsumoto T, Ishikawa T, Shimokawa M, Tamori A, Kawada N, Tamai Y, Iwasa M, Nakagawa H, Nagano H, Takami T, Yamasaki T
  • 雑誌名: Hepatol Int 巻: 17 ページ: 1289-1299
  • DOI: 10.1007/s12072-023-10488-y
• [雑誌論文] Editorial: risk of renal function decline in patients with chronic hepatitis B virus infection treated with nucleos(t)ide analogues. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kozuka R, Enomoto M, Kawada N
  • 雑誌名: Aliment Pharmacol Ther 巻: 58 ページ: 124-125
  • DOI: 10.1111/apt.17551
• [雑誌論文] A case of hepatocellular carcinoma with "pseudoprogression" followed by complete response to atezolizumab plus bevacizumab. (2023)
  • 著者名/発表者名: Odagiri N, Tamori A, Kotani K, Motoyama H, Kawamura E, Hagihara A, Fujii H, Uchida-Kobayashi S, Enomoto M, Kawada N
  • 雑誌名: Clin J Gastroenterol 巻: 16 ページ: 392-396
  • DOI: 10.1007/s12328-023-01761-6
• [雑誌論文] Transcatheter Arterial Chemoembolization for Treatment-Naive Hepatocellular Carcinoma Has Different Treatment Effects Depending on Central or Peripheral Tumor Location. (2023)
  • 著者名/発表者名: Asano K, Kageyama K, Yamamoto A, Jogo A, Uchida-Kobayashi S, Sohgawa E, Murai K, Kawada N, Miki Y
  • 雑誌名: Liver Cancer 巻: 12 ページ: 576-589
  • DOI: 10.1159/000530441
• [雑誌論文] Multicenter, retrospective, cohort study shows platelet counts predict hepatocellular carcinoma development in patients with nonalcoholic fatty liver disease. (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Fujii M, Iwaki M, Hayashi H, Toyoda H, Oeda S, Hyogo H, Kawanaka M, Morishita A, Munekage K, Kawata K, Tsutsumi T, Sawada K, Maeshiro T, Tobita H, Yoshida Y, Naito M, Araki A, Arakaki S, Kawaguchi T, Noritake H, Ono M, Masaki T, Yasuda S, Tomita E, Yoneda M, Kawada N, Tokushige A, Kamada Y, Takahashi H, et al.
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: 53 ページ: 391-400
  • DOI: 10.1111/hepr.13884
• [雑誌論文] Severity of Liver Fibrosis Is Associated with the Japanese Diet Pattern and Skeletal Muscle Mass in Patients with Nonalcoholic Fatty Liver Disease. (2023)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Fujii H, Harima M, Okamura H, Yukawa-Muto Y, Odagiri N, Motoyama H, Kotani K, Kozuka R, Kawamura E, Hagihara A, Uchida-Kobayashi S, Enomoto M, Yasui Y, Habu D, Kawada N
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 15 ページ: 1175
  • DOI: 10.3390/nu15051175
• [雑誌論文] Nitric Oxide Derived from Cytoglobin-Deficient Hepatic Stellate Cells Causes Suppression of Cytochrome c Oxidase Activity in Hepatocytes. (2023)
  • 著者名/発表者名: Okina Y, Sato-Matsubara M, Kido Y, Urushima H, Daikoku A, Kadono C, Nakagama Y, Nitahara Y, Hoang TH, Thuy LTT, Matsubara T, Ohtani N, Ikeda K, Yoshizato K, Kawada N
  • 雑誌名: Antioxid Redox Signal 巻: 38 ページ: 463-479
  • DOI: 10.1089/ars.2021.0279
• [雑誌論文] Risk factors for liver-related and non-liver-related mortality following a sustained virological response after direct-acting antiviral treatment for hepatitis C virus infection in a real-world cohort. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kozuka R, Tamori A, Enomoto M, Muto-Yukawa Y, Odagiri N, Kotani K, Motoyama H, Kawamura E, Hagihara A, Fujii H, Uchida-Kobayashi S, Kawada N
  • 雑誌名: J Viral Hepat 巻: 30 ページ: 374-385
  • DOI: 10.1111/jvh.13795
• [学会発表] Cell-cell interaction of LSECs-HSCs in the microenvironment of Diethyl nitrosamine treated Cytoglobin Knock-out mice. (2024)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Thi Ha, Le Thi Thanh Thuy, Hoang Hai, Pham Minh Duc, Ngo Vinh Hanh, Nguyen Van Khanh, Nguyen Tran Quang Sang, Inoue Mana, Norifumi Kawada
  • 学会等名: The Asian Pacific Association for the Study of the Liver (APASL) 2024
  • 国際学会
• [学会発表] Single-cell RNA sequencing analysis of non-parenchymal cells in liver fibrosis progression and regression. (2024)
  • 著者名/発表者名: Pham Minh Duc, Le Thi Thanh Thuy, Hoang Hai, Nguyen Thi Ha, Norifumi Kawada
  • 学会等名: The Asian Pacific Association for the Study of the Liver (APASL) 2024
  • 国際学会
• [学会発表] Soluble PD-1 and BTLA proteins as biomarkers for predicting the anti-HBV treatment responsiveness. (2024)
  • 著者名/発表者名: Hoang Hai, Masaru Enomoto, Le Thi Thanh Thuy, Naoshi Odagiri, Kohei Kotani, Hiroyuki Motoyama, Ritsuzo Kozuka, Atsushi Hagihara, Etsushi Kawamura, Hideki Fujii, Sawako Uchida-Kobayashi, and Norifumi Kawada
  • 学会等名: The Asian Pacific Association for the Study of the Liver (APASL) 2024
  • 国際学会
• [学会発表] Single-cell RNA sequencing analysis of non-parenchymal cells in liver fibrosis progression and regression. (2023)
  • 著者名/発表者名: Pham Minh Duc, Le Thi Thanh Thuy, Hoang Hai, Nguyen Thi Ha and Norifumi Kawada
  • 学会等名: 第３７回肝類洞壁細胞研究会学術集会
• [学会発表] Interaction between HSC and LSEC populations in the premalignant environment of DEN-treated Cytoglobin knock-out mice. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Thi Ha, Le Thi Thanh Thuy, Pham Minh Duc, Ngo Vinh Hanh, Nguyen Van Khanh, Nguyen Tran Quang Sang, Inoue Mana, Kawada N
  • 学会等名: The APASL Oncology 2023
  • 国際学会
• [学会発表] The promising therapeutics of recombinant human cytoglobin against acetaminophen-induced liver injury. (2023)
  • 著者名/発表者名: Pham Minh Duc, Le Thi Thanh Thuy, Hoang Hai, Nguyen Thi Ha, Vu Ngoc Hieu, Kawada N
  • 学会等名: The 3rd Japan Society of Hepatology International Liver Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Role of Cytoglobin in Liver Fibrosis and Steatohepatitis. (2023)
  • 著者名/発表者名: Le Thi Thanh Thuy, Hoang Hai, and Kawada N
  • 学会等名: The 3rd Japan Society of Hepatology International Liver Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] CD40 expression in liver cancer cells is upregulated by CD4+T cells through IFN gamma and ERK 1/2 pathway. (2023)
  • 著者名/発表者名: Ngo Vinh Hanh, Le Thi Thanh Thuy, Hoang Hai, Vu Ngoc Hieu, Sawako Uchida-Kobayashi, Masaru Enomoto, Akihiro Tamori and Kawada N
  • 学会等名: European Association for the Study of Liver Annual Congress (EASL) 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Therapeutic effect of recombinant human Cytoglobin against mouse liver fibrosis and stellate cell activation via ROS scavenger function and activation of JAK-STAT1 pathway. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawada N, Pham Minh Duc, Le Thi Thanh Thuy, and Hoang Hai
  • 学会等名: European Association for the Study of Liver Annual Congress (EASL) 2023
  • 国際学会
• [図書] Sinusoidal Cells in Liver Diseases: Role in their Pathophysiology, Diagnosis, and Treatment (2024)
  • 著者名/発表者名: Jordi Gracia-Sancho
  • 総ページ数: 562
  • 出版者: Academic Press
  • ISBN: 978-0323952620