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2013 年度 実施状況報告書

胃がんマウスモデルを利用した未分化型胃がんの新規エピジェネティクス治療薬の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25830074
研究種目

若手研究(B)

研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

島田 周  東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (20609705)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード胃がん / マウスモデル / E-cadherin / p53 / エピジェネティクス / 分子標的治療
研究概要

未分化型胃がん(DGC)は浸潤能と転移能が強く、予後が悪い。我々は、細胞接着分子E-cadherin(Cdh1遺伝子がコードする)とがん抑制因子p53(Trp53遺伝子がコードする)を胃特異的に欠損する(DCKO)マウスを作製し、ヒトDGCに形態学的にも分子生物学的にも類似したDGCを発症する世界初のマウスモデルとして報告した。DCKOマウスのDGC由来細胞株(GC=Cdh1-/-;Trp53-/-)とp53ノックアウトマウス胎仔の胃粘膜上皮由来細胞株(GE=Trp53-/-)を比較すると、①GC細胞株はGE細胞株よりも30倍以上強いスフェア形成能をもつ、②ヌードマウスに皮下移植すると、GC細胞株は100個の細胞でも腫瘍を形成するのに対して、GE細胞株は10万個の細胞でも腫瘍を形成しない、③GC細胞株は細胞傷害性の抗がん剤(5-FluorouracilとPaclitaxel)に対して強い耐性があることがわかった。
DCKOマウスのDGCの分子メカニズムを解明するため遺伝子発現プロファイルを解析した結果、胃がんで高頻度にエピジェネティクス変化を受けている遺伝子群の発現低下と、それらのエピジェネティクス変化を制御する遺伝子群の発現上昇が認められた。そこで、DGCの発症にはエピジェネティクス変化が重要な役割を果たしていると考え、複数のエピジェネティクス治療薬をGC細胞株とGE細胞株に処理した。その結果、DNAメチル化阻害剤とEzh2阻害剤がGC細胞株に対してのみ細胞増殖抑制効果を示した。また、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤とSuv39h1阻害剤は低濃度でもスフェア形成を顕著に阻害した。HDAC阻害剤とSuv39h1阻害剤をGC細胞株が皮下移植されヌードマウスに投与したところ、両薬剤はin vivoでも有意に腫瘍増殖抑制効果を示した。

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

DCKOマウスのDGCの遺伝子発現プロファイルを解析した結果、ヒト胃がんで高頻度にエピジェネティクス変化を受けている遺伝子群の発現低下と、それらのエピジェネティクス変化を制御する遺伝子群の発現上昇を認めた。この結果よりDGCの発症にはエピジェネティクス変化が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。エピジェネティクス治療薬をスクリーニングしたところ、マウスDGC由来細胞株の細胞増殖やスフェア形成を特異的に阻害する薬剤を複数同定した。また、in vivoでも腫瘍増殖抑制効果を示すエピジェネティックス治療薬の同定にも成功した。

今後の研究の推進方策

担がんDCKOマウスにエピジェネティクス治療薬を投与して、腫瘍体積や生存期間について解析する。エピジェネティクス治療薬がDCKOマウスのDGCの細胞増殖やスフェア形成、腫瘍形成を阻害するメカニズムを解明していく。GC細胞株とGE細胞株の遺伝子発現プロファイル、DNAメチル化パターン、ヒストン修飾パターンを比較し、エピジェネティクスががん化にどのように寄与しているのか解析する。

次年度の研究費の使用計画

本年度ではin vitroの解析が大きく進んでおり、次年度のin vivoでの解析が多くなるため、マウス飼育費の一部として留保した。また、現在の研究を次年度内にまとめ、論文として発表するための費用が必要となる。
次年度使用額である30万円のうち、マウス飼育費の一部として20万円を、論文掲載費として10万円を使用する予定である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] CD49f(high) cells retain sphere-forming and tumor-initiating activities in human gastric tumors2013

    • 著者名/発表者名
      Fukamachi H, Seol HS, Shimada S, Funasaka C, Baba K, Kim JH, Park YS, Kim MJ, Kato K, Inokuchi M, Kawachi H, Yook JH, Eishi Y, Kojima K, Kim WH, Jang SJ, Yuasa Y
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 ページ: e72438

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0072438

    • 査読あり
  • [学会発表] Identification of oncogenic pathways activated in a mouse model of E-cadherin/p53-deficient diffuse-type gastric cancer2014

    • 著者名/発表者名
      Shimada S, Akiyama Y, Fukamachi H, Kim WH, Yuasa Y
    • 学会等名
      JSPS A3 Foresight Program 2014 Seminar - Epigenetic Signatures in Gastric Carcinogenesis
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20140314-20140317
  • [学会発表] Alterations of a histone lysine methyltransferase, SETDB2, in gastric cancers2014

    • 著者名/発表者名
      Nishikawaji T, Akiyama Y, Shimada S, Yuasa Y
    • 学会等名
      JSPS A3 Foresight Program 2014 Seminar - Epigenetic Signatures in Gastric Carcinogenesis
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20140314-20140317
  • [学会発表] Targeting epigenetic alterations in a mouse model of E-cadherin/p53-deficient diffuse-type gastric cancer2013

    • 著者名/発表者名
      Shimada S
    • 学会等名
      The 4th JCA-AACR Special Joint Conference
    • 発表場所
      舞浜
    • 年月日
      20131216-20131218
    • 招待講演
  • [学会発表] Alterations of SET7/9 and GATA4/5 in gastric cancer2013

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Y, Shimada S, Byeon S, Deng D, Kim WH, Zhu WG, Yuasa Y
    • 学会等名
      NSFC A3 Foresight Program 2013 Seminar - Epigenetic Signatures in Gastric Carcinogenesis
    • 発表場所
      中国 - 桂林
    • 年月日
      20131026-20131029
  • [学会発表] Summary of GC stem cell researches in the A3 project2013

    • 著者名/発表者名
      Fukamachi H, Seol HS, Shimada S, Kim WH, Jang SJ, Yuasa Y
    • 学会等名
      NSFC A3 Foresight Program 2013 Seminar - Epigenetic Signatures in Gastric Carcinogenesis
    • 発表場所
      中国 - 桂林
    • 年月日
      20131026-20131029
  • [学会発表] Frequent loss of SET7/9 protein and its clinicopathological significance in gastric carcinoma2013

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Y, Koda Y, Nishikawaji T, Shimada S, Yuasa Y
    • 学会等名
      第72回日本癌学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20131003-20131005
  • [学会発表] Patient-dependent differences in the features of human gastric tumor-initiating cells in primary culture2013

    • 著者名/発表者名
      Fukamachi H, Shimada S, Yuasa Y
    • 学会等名
      第72回日本癌学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20131003-20131005
  • [学会発表] Epigenetic involvement in a mouse model of E-cadherin/p53-deficient diffuse-type gastric cancer2013

    • 著者名/発表者名
      Shimada S, Akiyama Y, Fukamachi H, Yuasa Y
    • 学会等名
      第72回日本癌学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20131003-20131005
  • [学会発表] Function and expression of Twist1 in diffuse-type gastric cancer cell lines of an E-cadherin/p53-deficient mouse model2013

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto A, Shimada S, Akiyama Y, Yuasa Y
    • 学会等名
      第72回日本癌学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20131003-20131005
  • [学会発表] Alterations of SETDB2, a histone methyltransferase, in gastric cancers2013

    • 著者名/発表者名
      Nishikawaji T, Akiyama Y, Shimada S, Yuasa Y
    • 学会等名
      第72回日本癌学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20131003-20131005
  • [学会発表] びまん浸潤型胃癌マウスモデルにおけるエピジェネティクス変化の解析2013

    • 著者名/発表者名
      島田周
    • 学会等名
      第24回日本消化器癌発生学会総会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      20130905-20130906
  • [学会発表] Targeting epigenetic alterations in a mouse model of E-cadherin/p53-deficient diffuse-type gastric cancer2013

    • 著者名/発表者名
      Shimada S, Akiyama Y, Fukamachi H, Yuasa Y
    • 学会等名
      NRF A3 Foresight Program 2013 Seminar - Epigenetic Signatures in Gastric Carcinogenesis
    • 発表場所
      韓国 - 扶余
    • 年月日
      20130706-20130709
  • [学会発表] Alterations of histone lysine methyltransferases, SETDB1 and SETDB2, in gastric cancers2013

    • 著者名/発表者名
      Nishikawaji T, Akiyama Y, Shimada S, Yuasa Y
    • 学会等名
      NRF A3 Foresight Program 2013 Seminar - Epigenetic Signatures in Gastric Carcinogenesis
    • 発表場所
      韓国 - 扶余
    • 年月日
      20130706-20130709
  • [学会発表] ヒストン修飾関連遺伝子SET7/9の胃がんにおける発現低下と機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      秋山好光, 甲田裕樹, 西川路武人, 島田周, Woo Ho Kim, Wei-Guo Zhu, 湯浅保仁
    • 学会等名
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      20130530-20130531
  • [学会発表] 胃がんにおけるヒストンメチル化酵素SETDB2の異常と機能の解析2013

    • 著者名/発表者名
      西川路武人, 秋山好光, 島田周, 湯浅保仁
    • 学会等名
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      20130530-20130531

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公開日: 2015-05-28  

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