ＥｐＣＡＭによる癌幹細胞特異的代謝機構の解明及びその阻害による癌治療法の開発

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24590389
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 永野 修 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (30404346)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 癌幹細胞 / EpCAM / 代謝

研究概要

癌幹細胞特異的治療法の開発は、癌の治療抵抗性や転移に対して有効な治療法に繋がる可能性があり期待されている。本研究では、主要な癌幹細胞マーカーの一つであるEpCAMが癌幹細胞の細胞内代謝に与える影響について解析し、その阻害による癌幹細胞特異的治療法の立案を目的として行った。まずEpCAMが、癌治療標的と成りえるかについて、EpCAM陽性卵巣癌幹細胞を移植した担癌マウスを作成し、抗EpCAMモノクローナル抗体を用いた治療実験を行った。その結果、抗EpCAM抗体の投与により、有意に腫瘍の増大を抑制出来ることが分かり、EpCAMが、癌幹細胞に対する治療標的となり得る可能性があることが分かった。次に、EpCAMの発現が細胞内活性酸素の制御に関わるような代謝機構に対して影響を与えるかについて検討するために、EpCAMのRNAiを作成した。 EpCAM高発現ヒト大腸癌細胞株HCT116細胞においてEpCAMの発現をノックダウンし、活性酸素レベルの変化について、活性酸素の蛍光プローブDCFH-DAおよびミトコンドリア由来活性酸素の蛍光プローブMitoSOXを用いた検討を行った。その結果、EpCAMの発現低下は、ミトコンドリア由来活性酸素の増加を引き起こし、細胞内活性酸素の蓄積を誘導することが分かった。このことから癌幹細胞マーカーEpCAMは、ミトコンドリア由来の活性酸素の発生を抑制することで、細胞内活性酸素レベルを負に制御し、腫瘍形成を促進することが示唆された。

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24年度の研究によって、実際にEpCAM分子が癌の代謝に関与していることおよび腫瘍形成を促進することを見出だすことが出来ており、本研究の重要な仮説である、EpCAMが癌細胞の細胞内代謝に与えるという事実を確認することが出来たため。

今後の研究の推進方策

平成24年度に実施した研究によってEpCAMが癌細胞の細胞内代謝に与えるという事実を確認できたことから、平成25年度よりEpCAM分子の発現がどのように、ミトコンドリア由来の活性酸素の発生を抑制するのかについての分子メカニズムを明らかにしていく。具体的には、ミトコンドリア由来の活性酸素の発生に関与する事が知られている、糖代謝制御機構の変化や癌の治療抵抗性に関わる抗酸化能に対するEpCAM分子発現の影響について詳細に検討を行うとともに、EpCAMによる細胞内代謝制御機構を標的とした治療法の確立を目指す。

次年度の研究費の使用計画

本研究費は主として消耗品と国内旅費、外国旅費、印刷代、研究成果投稿料などに利用する予定であり、設備備品を申請する予定はない。研究設備はすべて整っており、新規の設備投資は必要とせず、直接研究に関わる経費のみを支出する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Lysyl oxidase is induced by cell density-mediated cell cycle suppression via RB-E2F1-HIF-1a axis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Goto TM, Arima Y, Nagano O, Saya H.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 38 ページ: 9-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression profile of a newly established choriocarcinoma cell line, iC(3)-1, compared to existing choriocarcinoma cell lines and normal placenta. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y, Banno K, Shimizu T, Ueki A, Tsuji K, Masuda K, Kisu I, Nomura H, Tominaga E, Nagano O, Saya H, Aoki D.
  • 雑誌名: Placenta 巻: 34 ページ: 110-118
  • DOI: doi: 10.1016/j.placenta.2012.11.003.
  • 査読あり
• [雑誌論文] xCT Inhibition Depletes CD44v-Expressing Tumor Cells That Are Resistant to EGFR-Targeted Therapy in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa M, Tsuchihashi K, Ishimoto T, Yae T, Motohara T, Sugihara E, Onishi N, Masuko T, Yoshizawa K, Kawashiri S, Mukai M, Asoda S, Kawana H, Nakagawa T, Saya H, Nagano O.
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 73 ページ: 1855-1866
  • 査読あり
• [雑誌論文] CD44s regulates the TGF-b-mediated mesenchymal phenotype and is associated with poor prognosis in patients with hepatocellular carcinoma. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mima K, Okabe H, Ishimoto T, Hayashi H, Nakagawa S, Kuroki H, Watanabe M, Beppu T, Tamada M, Nagano O, Saya H, Baba H
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 72 ページ: 3414-3423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alternative splicing of CD44 mRNA by ESRP1 enhances lung colonization of metastatic cancer cell. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yae T, et al. (Nagano O: 20人中20番目）
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 ページ: 883
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms1892.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo assessment of cancerous tumors using boron doped diamond microelectrode. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fierro S, Yoshikawa M, Nagano O, Yoshimi K, Saya H, Einaga Y.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 2 ページ: 901
  • DOI: doi: 10.1038/srep00901.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactive oxygen species-induced autophagic degradation of Helicobacter pylori CagA is specifically suppressed in cancer stem-like cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsugawa H, Suzuki H, Saya H, Hatakeyama M, Hirayama T, Hirata K, Nagano O, Matsuzaki J, Hibi T.
  • 雑誌名: Cell Host & Microbe 巻: 12 ページ: 764-777
  • DOI: doi: 10.1016/j.chom.2012.10.014.
  • 査読あり
• [学会発表] The functional role of CD44 variant in cancer metastasis
  • 著者名/発表者名: 永野 修
  • 学会等名: 日本臨床口腔病理学会
  • 発表場所: 文京区
  • 招待講演
• [学会発表] CD44バリアントアイソフォームを介した腫瘍形成および癌転移機構の解明
  • 著者名/発表者名: 永野 修
  • 学会等名: 日本放射線影響学会
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [備考] 慶應義塾大学 医学部 先端医科学研究所 遺伝子制御部門
  • URL: http://genereg.jp/index.html